Реферат: Солнечная система

Реферат по астрономии на тему

"Солнечная система"

1Содержание:

1Предисловие

1Глава 1: Происхождение Солнечной системы 0 1(гипотеза О.Ю.Шмидта) 1Часть 1:Космогония

1Часть 2:Туманность

1Часть 3:Рождение Солнца

1Часть 4:Образование планет:

1а).Этап первый - слипание частиц. 1б).Этап второй-разогревание.

1в).Этап третий-вулканическая деятельность. 1Часть 5:Почему именно Земля?

1Глава 2: Зарождение жизни (гипотеза А.И.Опарина)

1Часть 1:Начало

1Часть 2:Сверкнула молния

1Часть 3:Естественный отбор

1Часть 4:Мутация

1Часть 5:Новый уровень эволюции

1Глава 3: Человечество и поиск

1Часть 1:Цивилизация и её влияние на космос

1Часть 2:Новый век - новое решение

1Глава 4: Солнечная система:состав и особенности

1Часть 1:Солнце:

1а).Солнечная атмосфера

1б).Излучения Солнца

1в).Солнечная активность

1г).Солнечная корона

1д).Диаметр Солнца

1Часть 2:Планеты земной группы

1Часть 3:Планеты-гиганты

1Часть 4:Плутон

2Предисловие. 0 Современная наука располагает богатым материалом о физи-

ко-химической основе жизни,о путях,которые могли несколько миллиардов

лет привести к возникновению примитивных организмов.

2Глава 1:Происхождение Солнечной системы 0 2(гипотеза О.Ю.Шмидта)

Вселенная настолько грандиозна,что в ней почетно играть даже скромную роль

Х а р л о у Ш е п л и

1Часть 1:Космогония

.Космогония - наука,изучающая происхождение и развитие небесных

тел,например планет и их спутников,Солнца,звёзд,галактик.Астрономы

наблюдают космические тела на различной стадии развития,образовавшие-

ся недавно и в далёком прошлом,быстро "стареющие" или почти "застыв-

шие" в своём развитии.Сопоставляя многочисленные данные наблюдений с

физическими процессами,которые могут происходить при различных усло-

виях в космическом пространстве,учёные пытаются объяснить,как возни-

кают небесные тела.Единой,завершённой теории образования звёзд,планет

или галактик пока не существует.Проблемы,с которыми столкнулись учё-

ные,подчас трудно разрешимы.Решение вопроса о происхождении Земли и

Солнечной системы в целом значительно затрудняется тем,что других по-

добных систем мы пока не наблюдаем.Нашу солнечную систему не с чем

пока ещё сравнивать,хотя системы,подобные ей,должны быть достаточно

распространены и их возникновение должно быть не случайным,а законо-

мерным явлением

.В настоящее время при проверке той или иной гипотезы о происхожде-

нии Солнечной системы в значительной мере основывается на данных о химическом составе и возрасте пород Земли и других тел Солнечной сис­темы.Наиболее точный метод определения возраста пород состоит в подс­чёте отношения количества радиоактивного урана к количеству свин­ца,находящегося в данной породе.Скорость этого процесса известна точ­но,и её нельзя изменить никакими способами.Самые древние горные поро­ды имеют возраст несколько миллиардов лет.Земля в целом,очевидно,воз­никла несколько раньше,чем земная кора.

.В середине XVIII века немецкий философ И.Кант предложил свою тео-

рию образования Солнечной системы,основанную на законе всемирного тя­готения.Она предполагала возникновение Солнечной системы из облака холодных пылинок,находящихся в беспорядочном хаотическом движении.В 1796 году французский учёный П.Лаплас подробно описал гипотезу обра­зования Солнца и планет из уже вращающейся газовой туманности.Лаплас учёл основные характерные черты Солнечной системы,которые должна была объяснить любая гипотеза о её происхождении.В данный период наиболее разработанной является гипотеза О.Ю.Шмидта,разработанная в середине века (см.части 2-4).

1Часть 2:Туманность

.Давайте перенесемся в далекое прошлое,примерно на 7 миллиардов лет

назад.Современная наука,как говорят ученые,с достаточной степенью ве­роятности позволяет нам представить происходившие тогда события.Одним словом мы "висим" в космосе и наблюдаем за жизнью одной из газо­во-пылевых,водородно-гелиевых(с примесью тяжелых элементов) туманнос­тей.Той,которая в будущем даст начало нашей Солнечной системе,Солн­цу,Земле и нам с вами.Туманность темна и непрозрачна,как дым.Зловещей невидимкой менленно ползет она на фоне чёрной бездны,и о ее рва­ных, размытых очертаниях можно только догадываться по тому,как посте­пенно тускнеют и гаснут за ней далекие звезды.Через некоторое время мы обнаруживаем,что туманность медленно поворачивается вокруг своего центра ,еле заметно вращается.Мы замечаем так же,что она постепенно сьеживается, сжимается, очевидно уплотняясь при этом.Действует тяго­тение,собирая к центру частицы туманности.Вращение туманности при этом ускоряется.Если вы хотите понять механику этого явления,вспомни­те простой земной пример - вращающегося на льду спортсмена-фигурис­та.Не делая никакого добавочного толчка,он ускоряет свое вращение лишь тем,что руки,до этого распахнутые в стороны,прижимает к телу.Ра­ботает "Закон сохранения количества движения".Идет время.Туманность вращается все быстрее.А от этого возникает и увиличивается центробеж­ная сила, способная бороться с тяготением.Центробежная сила нам хоро­шо знакома.Она,например,"работает" в любом автобусе,когда на крутом завороте валит стоящих пассажиров.Борьба двух сил,тяготения и центро­бежной,начинается в туманности при ускорении её вращения.Тяготение сжимает туманность,а центробежная сила стремится раздуть её, разор­вать.Но тяготение тянет частицы к центру со всех сторон одинаково.А центробежная сила отсутствует на "полюсах" туманности и сильнее всего проявляется на её "экваторе".Поэтому именно на "экваторе" она оказы­вается сильнее тяготения и раздувает туманность в стороны.Туман­ность,продолжая вращатся все быстрее,сплющивается,из шара превращает­ся в плоскую "лепешку",похожую на спортивный диск.Наступает мо­мент,когда на наружних краях "диска" центробежная сила уравновешива­ет,а потом и пересиливает тяготение.Клочья туманности здесь начинают отделяться.Центральная часть её продолжает сжиматься,все ускоряя свое вращение, и от внешнего края продолжают отходить все новые и новые клочья,отдельные газо-пылевые облака.

1Часть 3:Рождение Солнца

.И вот туманность приобрела совсем другой вид. В середине величаво

вращается огромное темное, чуть сплющенное облако.а вокруг него на разных расстояниях плывут по круговым орбитам, расположенным примерно в одной плоскости,оторвавшиеся от него небольшие "облака-спутни-

ки".Последим за центральным облаком.Оно продолжает уплотняться.Но те­перь с силой тяготения начинает бороться новая сила - сила газового давления.Ведь в середине облака накапливается все больше частиц ве­щества.Там возникает "страшная теснота" и "невероятная толчея" час­тиц. Они мечутся,все сильнее ударяя друг друга.На языке физиков - в центре повышаются температура и давление. Сначала там становится теп­ло,потом жарко.Снаружи мы этого не замечаем: облако огромно и непроз­рачно.Тепло наружу не выходит.Но вот что-то внутри произошло ! Облако перестало сжиматься.Могучая сила возросшего от нагрева газового дав­ления остановила работу тяготения.Резко пахнуло нестерпимым жаром,как из жерла внезапно открывшейся печи!В глубине черной тучи стали слабо просвечивать рвущиеся наружу клубы тусклого красного пламени.Они всё ближе и ярче.Шар величаво кипит,перемешивая вырвавшийся огонь ядра с черным туманом своих окраин.Испепеляющий жар заставляет нас отпрянуть еще дальне назад.Однако, вырвавшись наружу,горячий газ ослабил проти­водействие тяготению.Облако снова стало сжиматься.Температура в его центре опять начала расти.Она дошла уже до сотен тясяч градусов! В этих условиях вещество не может быть даже газообразным.Атомы развали­ваются на свои части.Вещество переходит в состояние плазмы.Но и плаз­ма - бешенная толчея атомных ядер и электронов - не может выносить нагрев до бесконечности.Когда её температура поднимется выше десяти миллионов градусов, она как бы "воспламеняется".Удары частиц друг о друга становятся так сильны,что ядра атомов водорода уже не отскаки­вают друг от друга,как мячики,а врезаются,вдавливаются друг в друга и сливаются друг с другом.Начинается "ядерная реакция".Из каждых четы­рех ядер атомов водорода образуется одно ядро гелия.При этом выделя­ется огромная энергия.Такое вот "ядерное горение" водорода началось и в наше раскаленном шаре.Этот "пожар" теперь уже не остановить."Плаз­ма" разбушевалась.Газовое давление в центре заработало с удесятерен­ной силой.Плазма рвется наружу, как пар из котла.С чудовищной силой она давит изнутри на внешние слои шара и приостанавливает их падение к центру.

.Установилось равновесие.Плазме не удается разорвать шар,разбросать

его обрывки в стороны.А тяготению не удается сломить давление плазмы и подолжить сжимание шара.Ослепительно светящийся бело-желтым светом шар перешел в устойчивую стадию.Он стал звездой.Стал нашим Солн­цем!Теперь оно будет миллиардами лет,не меняя размера,не охлаждаясь и не прегреваясь,светить одинаково ярким бело-желтым светом.Пока внутри не выгорит весь водород.А когда он весь превратится в гелий,исчезнет "подпорка" внутри Солнца,оно сожмется.От этого температура в его нед­рах снова повысится.Теперь уже до сотен миллионов градусов.Но тогда "воспламенться" гелий,превращаясь в более тяжелые элементы.И сжатие снова прекратится.

.Есть в запасе у звезд еще несколько ядерных реакций,требующих для

своего начала все более высоких давлений и температур.В них "варятся" ядра все более сложных и тяжелых элементов.В конце концов, все воз­можные ракции будут исчерпаны.Звезда сожмется,станет крохотным "белым карликом".Потом постепенно остынет,потускнеет.Наконец,погаснет сов­сем.Молчаливой невидимкой будет плыть в космосе "чёрный карлик" - хо­лодная "головешка", оставшаяся от некогда бушевавшего мощного кост­ра.Как видим из исходного материала - водорода - в недрах звезд, в ядерных реакциях синтеза "варятся" ядра атомов всех элементов.И пожа­луй,можно сказать,что именно там,в недрах звезд,закладывается начало жизни.Ведь именно там возникают ядра "атома жизни" углерода.А за ним и ядра атомов всех других необходимых для жизни элементов таблицы Менделеева.Не обязательно это ценное "варево" оказывается потом похо­роненным в остывших "чёрных карликах".Во многих звездах,образовавших­ся из более крупных сгустков туманностей,ядерное горение проходит слишком бурно.Газовое давление оказывается намного сильнее тяготе­ния.Оно раздувает звезду,рвет её в клочья,разбрасывая во все стороны. Эти грандиозные взрывы в звездном мире инозда наблюдаются с Земли и называются вспышками "сверхновых звезд".В результате взрыва звезда

рассеивается в межзвездном пространстве,обогащая его тяжелыми элемен­тами.Это основной источник той таинственной, жизненно важной приме­си,о которой мы говорили раньше.Теперь о выделении этой примеси.

1Часть 4:Образование планет

.Вернемся к спутникам нашего Солнца,к тем обрывкам туманности,кото-

рые оторвались от центрального сгустка под действием центробежной си­лы и начали кружиться вокруг него.Именно здесь создаются условия,спо­собствующие разделению легких и тяжелых частиц туманности. Происходит нечто похожее на наш древний способ добычи золота промывкой из золо­тоносного песка или на провеивание зерна в молотилках.Струя воды или воздуха уносит легкие частицы,оставляя тяжелые.Облака-спутники нахо­дятся на очень разных расстояниях от Солнца.Далекие оно почти не гре­ет.Зато в близких - его жар испаряет все способное испариться.А его ослепительный ярчайший свет,работая как своеобразный "ветер",выдувает из них все испарившееся,вообще все легкое,оставляя лишь то,что потя­желее, что "не сдвинешь с места".Поэтому здесь почти не остается лег­ких газов - водорода и гелия,основной составляющей газо-пылевой ту­манности.Мало остается и других "летучих" веществ.Все это уносится горячим "ветром" вдаль.В результате через некоторое время химический состав облаков-спутников становится совершенно разным.В далеких - он почти не изменился.А втех,что кружатся вблизи источающего жар и свет Солнца,остался лишь "прокаленный" и "обдутый" материал - выделенная "драгоценная жизненно важная примесь" тяжелых элементов.Материал для создания обитаемой планеты готов.Начинается процесс превращения "ма­териала" в "изделие",частиц туманности - в планеты.

1а).Этап первый - слипание частиц. 0В далеких облаках-спутниках много­численные молекулы легких газов и редкие легкие пылинки понемногу со­биаются в огромныерыхлые шары малой плотности.В дальнейшем это плане-

еты группы Юпитера.В облаках-спутниках,близких к Солнцу,тяжелые пы­линки слипаются в плотные каменистые комки.Они объединяются в огром­ные массивные скалистые глыбы,чудовищными серыми угловатыми громадами плывущие по орбитам вокруг своей звезды.Двигаясь по разным,иногда пе­ресекающимся орбитам,эти "астероиды", размером в десятки километров каждый,сталкиваются.Если на небольшой относительной скорости,то как бы "бдавливаются" один в другой,"нагромождаются", "налипают" один на другой.Обьединяются в более крупные.Если на большой скорости,то мнут, крошат друг друга,порождая новую "мелочь",бесчисленные обломки,оскол­ки,которые вновь проходят долгий путь объединения.Сотни миллионов лет идет этот процесс слияния мелких частич в крупные небесные тела.По мере увиличения своих размеров они становятся все более шарообразны­ми.Растет масса - возрастает сила тяжести на их поверхности.Верхние слои давят на внутренние.Выступающие части оказываются грузом более тяжелым и постепенно погружаются в толщу нижележащих масс,раздвигая их под собой.Те,отходя в стороны,заполняют собой впадины.Грубый "ком" постепенно сглаживается.В результате вблизи Солнца образуются нес­колько сравнительно небольших по размеру, но очень плотных, сотсоящих из очнь тяжелого материала,планет земной группы.Среди них - Земля.Все они резко отличаются от планет группы Юпитера богатством химического состава,обилием тяжелых элементов,большим удельным весом.Теперь пос­мотрим на Землю.На звездном фоне,освещенный с одной стороны яркими солнечными лучами,плывет перед нами огромный каменный шарище.Он ещё не гладкий не ровный.Ещё торчат кое-где выступы слепивших его глыб.Еще "читаются" не полностью заплывшие "швы" между ними.Пока это еще "грубая работа".Но вот что интересно.Уже есть атмосфера.Чуть мут­новатая,очевидно,от пыли,но без облаков.Это выдавленные из недр пла­неты водород и гелий,которые в свое время прилипли к каменистым час­тицам и каким-то чудом уцелели,не были "сдуты" солнечными лучами.Пер­вичная атмосфера Земли.Долго она не продержится."Не мытьем,так ка­таньем" Солнце уничтожит её.Легкие подвижные молекулы водорода и ге­лия под действием нагрева солнечными лучами будут постепенно улетучи­ваться в космос.Этот процесс называется "диссипацией"

1б).Этап второй-разогревание. 0Внутри планеты,в смеси с другими оказы­ваются зажатыми,"запертыми" радиоактивные вещества.Они отличаются тем,что непрерывно выделяют тепло,чуть заметно нагреваются.Но в толще планеты этому теплу некуда выйти,нет вентиляции,нет омывающей вла­ги.Над ними - мощная "шуба" из вышележащих слоев.Тепло накапливает­ся.От этого радиоактивного разогрева начиается размягчение всей толщи планеты.В размягченном виде вещества,в свое время хаотично,безсистем-

но слепившие её, начинают теперь распределятся по весу.Тяжелые посте­пенно опускаются,тонут к центру.Легкие выдавливаются ими,поднимаются выше,всплывают все ближе к повершности.Постепенно планета приобретает строение,подобное теперешней нашей Земле,- в центре,сжатой чужовищным весом навалившихся сверху слоев,тяжелое ядро.Оно окружено "мантией" ­толстым слоем вещества полегче весом.И наконец,снаружи совсем тон­кая,толщиной всего в несколько десятков километров,"кора",состоящая из наиболее легких горных пород.Радиоактивные вещества в основном со­держатся в легких породах.Поэтому теперь они скопились в "коре", гре­ют её.Основное тепло с поверхности планеты уходит в космос,- от пла­неты "чуть повеято теплом".А на глубине десятков километров тепло сохраняется,разоргевая горные породы.

1в).Этап третий-вулканическая деятельность. 0 В некоторых местах недра планеты накаляются докрасна.Потом даже больше.Камни плавятся,превра­щаются в раскаленную,светящуюся оранжево-белым светом огненную кашу ­"магму".В толще коры ей тесно.В ней полно сжатых газов,которые готовы были бы взорвать,разбросать всю эту магму во все стороны огненными брызгами.Но сил для этого не хватает.Слишком крепка и тяжела окружаю-

щая и придавившая сверху кора планеты.И огненная магма,пытаясь хоть как-нибудь вырваться наверх,на свободу,нащупывает между сжимающими её глыбами слабые места, протискивается в щели,подплавляя их стенки сво­им жаром.И понемногу с годами,столетиями набирая силу,поднимаетс из глубин кповерхности планеты.И вот победа! "Канал" пробит! Сотрясая скалы,с грохотом вырывается из недр столб огня.Клубы дыма и пара вздымаются к небу.Летят вверх камни и пепел.Огненная магма,которая называется теперь "лава",выливается на поверхности планеты,растекает­ся в стороны.Происходит извержение вулкана.Таких "пробитых изнутри дырок" на планете много.Они помогают молодой планете "бороться с пе­регревом".Через них она освобождается от накопившейся огненной маг­мы,"выдыхает"распирающие её горячие газы - в основном углекислый газ и водяной пар,а с ними - разные примеси,такие,как метан,аммиак.Посте­пенно в атмосфере пости исчезли водород и гелий,и она стала состоять в основном из вулканических газов.Кислорода в ней пока нет и в поми­не.Для жизни эта атмосфера совершенно непригодна.Очень важно,что вул­каны выбрасывают на поверхность большое количество водяного пара.Он собирается в облака.Из них на поверхность планеты льются дожди.Вода стекает в низины,накапливается.И понемногу на планете образуются озе­ра,моря,океаны,в которых может развиться жизнь.

.Здесь надо оговориться.Из нескольких гепотез происхождения жизни

наиболее распространенную,кажущуюся нам наиболее обоснованной,гипоте­зу самопроизвольного зарождения жизни предложил академик А.И.Опаркин (см. главу 2)

1Часть 5:Почему именно Земля?

.А пока - о Земле,идеально подготовленной к тому,стобы стать нашей

колыбелью.Нам повезло.На земле совпало несколько благоприятных для жизни обстоятельств.Далеко не каждая звезда становится Солнцем,окру­женным планетами.Стоило туманности медленнее вращатся,не возникла бы центробежная сила,не оторвались бы клочки от центрального сгустка,не возникли бы планеты.И плыла бы такая одинокая "бездетная" звезда в чёрной бездне,бесплодно расточая своё тепло и свет...Далеко не всякая звезда,породившая планеты,способна создать на них условия,пригодные для зарождения жизни.Для зарождения и развития жизни нужно очень мно­го времени,миллиарды лет.Всё это время звезда должно гореть ров­но,спокойно,одинаково.Тогда условия на планете будут постоянными - и жизнь сможет к ним приспособиться.А ведь звезды далеко не такие не

все такие спокойные,как наше Солнце.Молодые звезды иногда вспыхива­ют.Волна испепеляющего жара обрушивается на окружающие планеты,сжи­гая,испаряя все,что способно гореть и кипеть.Жизнь на планете после такого огненного урагана,безусловно,погибнет, и на пустом голом шаре надо будет начинать все сначала.Для развития жизни нужна спокойная звезда.Наше Солнце - спокойная звезда.Но поставьте нашу Землю ближе к Солнцу,например,на место Меркурия или Венеры.От нестерпимой жары на Земле даже не смогут образоваться океаны.Вода сразу выкипит.Какая уж тут жизнь.Отодвинте Землю дальше от Солнца,куда-нибудь в район Юпите­ра.Тоже жизнь не возникнет.Вода - основа жизни будет там всегда за­мерзшей.Нам повезло ещё в том,что орбита Землм круговая,а ведь могла быть эллиптическая.Вот представьте себе,что Земля то приближается к Солнцу так близко, что вода с её поверхности вся испаряется, то уда­ляется так далеко,что вода,выпав из атмосферы обратно на Землю,про­мерзает насквозь.Через "комфортное" место,где температуры "в самый раз",она проносится дважды в год с такой стремительностью,что "ничего не успеть сделать".Для зарождения и развития жизни просто нет време­ни.Подобный жар-холод может быть не только от эллиптичности орби­ты.Бывают "двойные звезды".Тогда при любой орбите планета не может всегда быть на равном расстоянии от источника тепла.То одно солнце близко,то другое,то оба далеко.Нам повезло и в смысле размера нашей планеты.Будь она меньше,например,размером с Луну,не удержать ей на себе атмосферу.А значит, и воду, склонную испарятся,переходя в атмос­феру.Сколько бы вулканы не подбрасывали все новые и новые порции га­зов и воды,всё это быстро улетучится в космос.На Луне поэтому и нет ни атмосферы,ни воды,ни жизни.Неудобна для жизни и Земля,разме­ром,скажем с Юпитер.Неудобна из-за слишком сильного притяжения.Такая большая "Земля" будет держать на себе слой очень густой атмосферы,со­держащей к тому же водороди гелий,неблагоприятные для возникновения жизни.Толстый слой очень плотных облаков создаст на такой планете вечный мрак.А без живительных солнечных лучей какая может быть жизнь? Одним словом,когда мы глядим на небо,усыпанное звездами,не на­до забывать,что,во-первых,вероятно,далеко не все звезды имеют плане­ты,а во-вторых,далеко не все планеты пригодны для жизни.Но...звезд в нашей галлактике примерно 100 миллиардов,и уж наверное,в ней доста­точно планет,похожих на Землю.

2Глава 2: Зарождение жизни (гипотеза А.И.Опаркина)

Задолго до того,как мы установим контакт с другими разумными су­ществами , обитающими где-либо

в галактике, мы должны понять не только то место,которое мы зани­маем,но и пройденный нами долгий путь.

Д ж о н Б е р н а л

1Часть 1:Начало

.Итак, перед нами планета Земля.Она имеет океан.Представим его се-

бе.Реки,впадающие в него,сначала текут по склонам гор,по пути кроша горные породы,и все,что могут,выносят с собой в океан.Атмосфера над океаном насыщена вулканическими газами,пылью,пеплом.Волны,разлетаясь брызгами,захватывают всё это в свои глубины.В результате вода в пер­возданном океане горько-соленая,мутная.Она - настоящий "буль­он",столько здесь весго перемешано и расстворено.Здесь можно встре­тить почти все элементы таблицы Менделеева.Особенно много тех,которые необходимы для создания живых существ.Теплая вода обеспечивает моле­кулам и атомам хорошую подвижность,перемешивание,контакты между собой в самых разных сочетаниях.Но для химических реакций этого мало.Для них часто бывает нужна "внешняя" сила.Толчок извне может помочь ато­мам и иолекулам соединиться,может разбить молекулы на части.Химики для ускорения реакций часто применяют нагрев.Полобным же образом действует и природа.Для этого работают не только частички света - фо-

тоны,но и "космические лучи" - осколки атомов,выброшенные далекими звёдами,которые круглые сутки проносятся сквозь атмосферу и вонзаются в толщу океана.Их удары особенно сильны и больше годятся для разбива­ния молекул.

1Часть 2:Сверкнула молния

.Небо заволокли черные тучи.В них и вводе накапливаются 2 0электричес-

кие разряды.Они рванулись навстречу друг другу.Ослепительная вспышка молнии озарила волны и пребрежные скалы.А в толще воды при этом резко метнулись молекулы,сшиблись друг с другом.Некоторые от ударов разва­лились. Зато другие,наоборот,соединились.Стихла гроза.Наступила ночь. Далеко от берега на дне океана пробудился дремавший вулкан.Горячие газы,вырвавшись из его жерла,растворились в воде,насытив её новыми порциями углекислоты,метана,аммиака,сернистого газа.Из недр планеты пошла в чёрную пучину огненная лава.Вспыхнула красным заревом,закипе-

ла вода.Тучи ослепительно сверкающих пузырей устремились вверх.Забур­лили,засветились изнутри в мраке ночи черные волны.Густые облака пара накрыли их."Бульон" над вулканом стал горяче и гуще.Челыми кучами поплыли новые,причудливые "комки" атомов - только что возникшие круп­ные молекулы...

1Часть 3:Естественный отбор

.Океанские волны без конца перемешивают,переставляют атомы,по-раз-

ному комбинируют их. Молекулы создаются и распадаются.Снова и снова в каждой капле океана повторяются миллиарды раз уже испробованные и не оправдавшие себя сочетания.Неужели в таких условиях возможна хоть какая-то эволюция? Возможна.Сами собой,без всякого плана или системы, создаются разные,какие получатся,варианты молекул.А потом испытывают­ся.Наверху,в небе,разыгралась гроза.И мы видим,как при вспышке мол­ний,шарахнувшись,разваливаются,рассыпаются все слабо связанные моле­кулы.А те,что выдержали эту проверку на прочность,остаются.Уже на этом этапе химической эволюции вещества работает своеобразный "естес­твенный отбор".Эволюция идёт в направлении создания всё более сложных и при этом прочных молекул,обладающих все новыми и новыми свойствами. А это приближает возможность нащупать в дальнейшем такие формы и свойства молекул,которые сделают вещество существом.В химической эво­люции вещества главную роль играют атомы углерода.это особый,незаме­нимый элемент.Его атомы обладают поистине неисчерпаемыми "потенциаль­ными возможностями".Они четырехвалентны ( т.е. очень высокая способ­ность присоединять атомы и молекулы др. химических элементов),что в атомном мире редкость.Цепляясь друг за друга,они могут образовывать молекулы в виде колец или цепочек,при этом прихватывая другие атомы или молекулы.И тогда кольца и цепочки обрастают "гроздьями",создаются грандиозные,сложнейшие молекулы в виде ветвящихся деревьев,насчитыва­ющие в своем составе многие тысячи атомов свмых различных элемен­тов.Сегодня таких молекул в природе бесчисенное множество вариан­тов.Но пока они еще не создались.В первозданном океане идут экспери­менты.Фронт работы широчайший - весь океан.Атомов - сколько угод­но.Времени - сотни миллионов лет.И вот нет-нет,где-то получается что-то интересное.Возникает совершенно случайно какая-нибудь новая комбинация атомов,обладающих прогрессивными свойствами.И значит, кро­хотный шаг к появлению жизни сделан.Делая,может быть,всего по одному такому шагу за тысячи лет,природа за миллиард лет все же дошла до возникновения жизни.Попробуем мысленно представить себе главные из этих шагов.Пропустим несколько миллионов лет и снова вернемся в пер­возданный океан.Кроме исходных крохотных и примитивных молекул,вроде метана,аммиака и углекислого газа,с которых всё началось,перед нами теперь плавает в воде множество совершенно новых,незнакомых комбина­ций атомов.Появились,например,полимеры - длинные цепочки из моле­кул.Иногда одинаковых,иногда разных.Появились катализаторы.Это моле­кулы-помощники,молекулы-посредники,облегчающие перестройку других мо­лекул.Через много миллионов лет мы видим,что простенькие полимеры стали полипептидами.Плывут длинные,сложные,ветвистые нити,состоящие из аминокислот.Их тысячи вариантов.Но самое поразительное - появился

процсс копирования молекул - репликация.Это форменная эволюция.Раньше случайно возникшая комбинация атомов,существуя в одном экземпляре,не влияла на ход химической эволюции в целом.К тому же она могла в любой момент быть разбита шальной космической частицей и "изобретение" без­возвратно терялось.Тепрерь,при тиражировании молекул,"опыт" распрост­раняется,а гибель некоторых экземпляров не представляет опаснос­ти.

1Часть 4:Мутация

.Репликация не тормозит прогресс,как это может показаться,заполняя

океан однотипными молекулами.Дело в том,что при копировании иногда происходит сбой.Исходную молекулу или её матрицу может что-либо пов­редить.Например,блеснувшая вблизи молния.Получится "мутация",и травма начинает печататься во всех следующих копиях,дав начало новой серии молекул."Мутанты"вовсе не всегда являются браком.Случается,что среди них находят ценные находки,обладающие преимуществами перед оригинала­ми.Поэтому,говоря шутливо,внешние силы не калечат молекулы,а вносят в них небольшие изменения,как бы с целью посмотреть:что получится? Ре­зультаты этих стихийных экспериментов природы оценивает практика.Ес­тественный отбор беспощадно перечеркивает все миллионы "глупых" вари­антов,оставляя лишь единица "умных".В итоге мутации способстывуют увеличению разнообразия молекул и этим помогабт идти химической эво­люции вещества.

1Часть 5:Новый уровень эволюции

.Проходят ещё миллионы лет.Природа "нащупала" наилучшие последова-

тельности аминокислот в цепочках полипептидов - появились белковые молекулы - будущие кирпичи живых организмов.Усложнилась и стала со­вершеннее репликация.Матрица теперь уже не механческая форма,а услов­ная,химическая "запись"порядка аминокислот в белковой молекуле.Запись в виде портативной цепочки особых молекул - нуклеотидов.Эволюция ве­щества поднимается на новый уровень.Длинные,причудливо изогнутые нити разных белковых молекул цепляются друг за друга и понемногу собирают­ся.Сначала в небольшие комочки,потом в более крупные комки,похожие на клубки или капли.У молекул,тесно соприкоснувшихся в комке,разные свойства.Иногда это приводит к возможности своеобразного их сотрудни­чества.Например,катализаторы,оказавшиеся в гуще молекул,могут спо­собствовать реакциям,полезным для комка в целом.Иначе говоря,комки белковых молекул оказываются в ряде случаев "системами",способными к какой-то внутренней деятельности.Но система системе рознь.И конеч­но,начинается долгий путь поисков наиболее удачных сочетаний молекул в них.Удачнее,например,те,в которых снаружи расположились особо проч­ные молекулы.Они служат механической защитой остальным.Удачнее те,в которых включены молекулы,способные реагировать на опасные примеси в воде.Они служат химической защитой.Но наиболее интересны те вариан­ты,в которых оказался хороший набор катализаторов.Теперь,правда,их нужно называть ферментами.В этих комках начинается более или менее активный "обмен веществ" с окружающей средой.Идет захват материа­ла,ращепление молекул,иногда даже с выделением энергии,выбрасывание отходов,восстановление поврежденных молекул.Даже репликация - синтез белковых цепочек.Обмен веществ - свойство очень прогрессивное.Такой комок оказывается очень устойчивым перед разными разрушающими внешни­ми воздействиями,независимым,прочным,долговечным.При большой сложнос­ти он становится очень живучим - то,к чему стремится химическая эво­люция.Вещество в нем,в сущности,приобрело некоторые свойства живо­го! Эволюция белковых молекул приводит к их специализации.В од­них,например,лучше идут реакции с получением энергии,другие чётко ре­агируют на изменения температуры,в третьих хорошо налажена реплика­ция.И если мы снова пропустим миллионы лет,то обнаружим в океане ещё более "гигантские" сооружения,в каждом из которых миллионы моле­кул.Разные типы комков вошли в них в виде отдельных деталей.Сейчас биологи называют эти детали органеллами.А всё сооружение в целом ­одноклеточным организмом!

.Вспомните предысторию жизни.Атомы - молекулы - полимеры - органел-

лы - одноклеточные существа.Всё идет в направлении от простого к сложному, к разнообразию структур, форм ,свойств.В живых организмах добавилось важнейшее новое - могучее стремлени к самосохранению,к долговечности.Нужны улучшенная защищенность,более хорошая вооружен­ность в борьбе за существование.Обьединяясь,клетки этого достига­ют.Борьба за существование,в частности,способствует увилечению разно­образия форм в животном мире.Иногда куда выгоднее не вступать в бой с врагом,а просто уйти в другую "экологическую нишу",переменить образ жизни так,чтобы,даже оставаясь на том же участке земли,никогда и не в чём не соприкасаться с врагом.Перестать соперничать с ним.Не иметь с ним ничего общего.Противопоставить сопернику не силу,а какое-то со­вершенно особое качество,которое даёт новые возможности к существова­нию.Пройдет ещё очень много времени и на Земле появится человек.Поя­вится,и изменит мир в котором живет.Он научится наблюдать за звёзда­ми,за планетами Солнечной системы,строить космические аппараты и за­пускать их в космос.Многие из этих аппаратов садятся на поверхности планет и возвращаются обратно.

2Глава 3: Человечество и поиск

Человечество достигло таких успехов

в астрономии, технике, связи,кибер­нетике , которые создали реальные технические предпосылки для уста­новления связи с разумной жизнью других миров.

Академик В.А. А м б а р ц у м я н

1Часть 1:Цивилизация и её влияние на космос

.Плоды нашей деятельности уже заметны из космоса.Это подтверждают

космонавты,различающие с орбитальных станций даже шоссейные и желез­ные дороги,мосты,корабли в море.Они видят это невооруженным глазом,а значит,с Луны то же самое можно увидеть в тысячекратный телескоп,ка­кие стоят в наших обсерваториях.Марсиане,если бы они существовали,да­же вооруженные техникой,равноценной нашей,без особого труда обнаружи­ли бы наши города,дымы промышленности,космические аппараты,испытания атомных бомб.при более пристальном наблюдении они заметили бы искуст­венные моря и орасительные каналы.Ну а работу телевизионных станций можно обнаружить и с других планетных систем.Люди в мире звёзд.Циви­лизация.Сообщество разумных существ,выросшее за миллиарды лет из ко­мочков слизи,копошашихся в мутных лужах.Разумных существ,проникших в глубины атома и в дали Вселенной,познавших строение звёзд и тайну жи­вой клетки,постигших законы своей эволюции!

1Часть 2:Новый век - новое решение

.В каждую эпоху люди в своих мечтах решали проблему контактов с

инопланетянами,исходя из техники своего времени.Вплоть до XVIII века люди полагали,что для полёта к звёздам достаточно будет энергии мышщ,своих и домашних животных.И поэтому,даже фантазируя,единственно что они могли предложить - это всего-навсего экипаж,запряженный...в стаю птиц.Что воздух кончится сразу,как "отлетишь от дома",наши далё­кие предки не знали.Они не представляли себе и огромные расстоя­ния,отделяющие нас от Луны и планет, не говоря уже о расстояниях до звезд.Потом,измерив эти расстояния и узнав,что небесные тела разделя­ет почти пустое,безвоздушное пространство,стали мечтать хотя бы о взаимной сигнализации.

.В XIX веке,всего каких-нибудь сто лет тому назад все серьезно ве-

рили в существование марсиан.И тогда вполне серьезно ученые выдвигали предположения об оптической связи с ними.Математик Карл Гаусс предла­гал прорубить в сибирских лесах моногометровую просеку в виде треу­гольника и засеять её пшеницей.Марсиане увидят в свои телескопы на фоне тёмно-зеленых лесов аккуратненький светлый треугольник,и пой­мут,что слепая природа не могла это сделать.Значит на этой планете живутразумные существа.Многим идея Гаусса понравилась,но,чтобы пока­зать марсианам,что земляне высокообразованы, предлагали на сторонах

треугольника сделать квадраты,чтобы получился рисунок теоремы Пифаго­ра.Этот проэкт обладал заметными недостатками.Ведь Сибирь часто пок­рыта облаками и снегом,и треугольник может долго оставаться незаме­ченным марсианами.А главное,даже в хорошую погоду его можно будет ви­деть только днем.Поэтому более правильным показался проэкт венского астронома Йозефа Иоганна фон Литрова.Он предлагал в пустыне Саха­ра,где всегда безоблачно,вырыть каналы в виде правильных геометричес­ких фигур (возможно теорему Пифагора).Стороны многоугольника должны быть по крайней мере тридцать километров.А ночью поверх воды налить керосин и поджечь.Огненные полосы прочертят на ночной стороне планеты яркий чертеж.Уж марсиане не могут его не заметить.Но и этот проэкт был отвергнут как очень дорогой.Француз Шарль Кро подсказал гораздо более дешёвый способ связи.Он посоветовал своему правительству соо­рудить огромную батарею зеркал для отражения солнечных лучей в сторо­ну Марса.Зайчик,конечно,был бы ослепительно ярок.Проэкт Шарля Кро имел очень большое преимущество по сравнению с остальными.Зеркала можно шевелить, и тогда при взгляде с Марса ослепительная яркая точка на Земле подмигивала бы.И главное,мигание можно было передать марсиа­нам сообщение.Наивно!А ведь это всё было совсем недавно,при жизни на­ших предков.Тем временем создаётся целый ряд научно-фантастических произведений,посвященных перемещениям между планетами.Наиболее из­вестны из них "Из пушки на Луну" Жуль Вена и "Война миров" Герберта Уэлса.

.С развитием ракетной техники в послевоенные годы,а главное,запуск

первого искуственного спутника Земли в 1957 году дали мощный толчок старым мечтам человечества о межпланетных перелётах.Хлынула целая ла­вина самых разнообразных научно-фантастических произведений.Полетав к Венере и Марсу,герои книг стали запросто летать к звездам,бороздя уже на огромных межзвездных кораблях бескрайние просторы Галлактики,сра­жаясь с самой различной космической нечистью и злодеями.Но и тут сно­ва ,уже в который раз, строгий анализ охладил мечтателей.Современные ракеты,работающие на химическом топливе,изготавливаются из самых прочных и легких материалов,из двигателей "выжато" уже почти всё,но всё это делает пределом наших мечтаний полёт к Марсу или Венере.И всё же полёты в пределах Солнечной системы реальны.Но у нас нет надежды встретить здесь разумные существа.Есть шансы найти их в других пла­нетных системах,около других звезд.Но о полёте к звёздам на современ­ных ракетах говорить бессмысленно: полёт до ближайшей звезды (кроме Солнца) - Альфа Центавра будет длиться 80 тысяч лет при скорости 17 километров в секунду.

2Глава 4: Солнечная система: 1 2состав и особенности

Мы рады той таинственности,

которая находится за преде­лами нашей досегаемости...

Х а р л о у Ш е п л и

.В Солнечную систему входит 1Солнце 0,9 больших планет свместе с их 34

спутниками,более 100 тысяч 1малых планет 0 (астероидов),порядка 10 в 11 степени комет, а также бесчисленное количество мелких,так называемых метеорных тел (поперечником от 100 метров до ничтожно малых пыли­нок).Центральное положение в Солнечной системе занимает Солнце.Его масса приблизительно в 750 раз превосходит массу всех остальных тел,входящих в систему.Гравитационное притяжение солнца является главной силой,определяющей движение всех обращающихся вокруг него тел Солнечной системы.Среднее расстояние от Солнца до самой далекой от него планеты - 1Плутон 0 39,5 а.е., т.е. 6 миллиардов километров,что очень мало по сравнению с расстояниями до ближайших звёзд.Только не­которые кометы удаляются от Солнца на 100 тысяч а.е. и подвергаются воздействию притяжения звезд.Двигаясь в 1Галактике 0,Солнечная система время от времени пролетает сквозь межзвездные газопылевые обла­ка.Вследствие крайней разряженности вещества этих облаков погружение Солнечной системы в облако может проявится только при небольшом пог­лощении и рассеянии солнечных лучей.Проявления этого эфекта в прошлой

истории Земли пока не установлены.Все большие планеты - 1 Меркурий,Ве­ 1нера,Земля,Марс,Юпитер,Сатурн,Уран,Нептун и Плутон - 0 обращаются вок­руг солнца в одном направлении (в направлении освого вращения самого Солнца), по почти круговым орбитам, мало наклоненым друг к другу (и к солнечному экватору).Плоскость земной орбиры - эклиптика принимается

за основную плоскость при отсчёте наклонений орбит планет и других тел,обращающихся вокруг Солнца.Расстояния от планет до Солнцы образу­ют закономерную последовательность - промежутки между соседними орби­тами возрастают с удалением от Солнца.Эти закономерности движения планет в сочетании с делением их на две группы по физическим свойс­твам указывают на то,что Солнечная система не является случайным соб­ранием космических тел,а возникла в едином процессе (см. главу 1). Благодаря почти круговой форме планетных орбит и большим промежуткам между ними исключена возможность тесных сближений между планетами,при которых они могли бы существенно изменять своё движение в результате взаимных притяжений.Это обеспечивает длительное существование планет­ной системы.Планеты вращаются так же вокруг своей оси,причём почти у всех планет,кроме Венеры и Урана,вращение происходит в том же направ­лении,что и их обращение вокруг Солнца.Черезвычайно медленное враще­ние Венеры происходит в обратном направлении,а Уран вращается как бы лежа на боку.Большинство спутников обращаются вокруг своих планет в том же направлении,в котором происходит осевое вращение планеты.Орби­ты таких спутников обычно круговые и лежат вблизи плоскости экватора планеты,образуя уменьшенное подобие планетной системы.Таковы,напри­мер,система спутников Урана и система галилеевских спутников Юпите­ра.Обратными движениями обладают спутники,расположенные далеко от планеты.Сатурн,Юпитер и Уран кроме отдельных спутников заметных раз­меров имеют множество мелких спутников,как бы сливающихся в сплошные кольца.Эти спутники движутся по орбитам,настолько близко расположен­ным к планете,что её приливная сила не позволяет им объединиться в единое тело.Подавляющее большинство орбит ныне известных малых планет располагается в промежутке между орбитами Марса и Юпитера.Все малые планеты обращаются вокруг Солнца в том же направлении,что и большие планеты,но их орбиты,как правило,вытянуты и наклонены к плоскости эк­липтики.Кометы движутся в основном по орбитам,близким к параболичес­ким.Некоторые кометы обладают вытянутыми орбитами сравнительно не­больших размеров - в десятки и сотни а.е. У этих комет ,называемых периодическими,преобладают прямые движения,т.е. движения в направле­нии обращения планет.Будучи вращающейся системой тел,Солнечная систе­ма обладает моментом количества движения (МКД).Главная часть его свя­зана с орбитальным движение планет вокруг Солнца,причём массивные Юпитер и Сатурн дают около 90%.Осевое вращение Солнца заключает в се­бе лишь 2% общего МКД всей Солнечной системы,хотя масса самого Солнца составляет более 99,8% общей массы.Такое распределение МКД между Солнцем и планетами связано с медленным вращением Солнца и огромными размерами планетной системы - её поперечник в несколько тысяч раз больше поперечника Солнца.МКД планеты приобрели в процессе своего об­разования:он перешел к ним из того вещества,из которого они образова­лись (см. главу 1).Планеты делятся на две группы,отличающиеся по мас­се,химическому составу (это проявляется в различиях их плотнос­ти),скорости вращения и количеству спутников.Четыре планеты,ближайшие

к Солнцу, 1планеты Земной группы 0,невелики,состоят из плотного каменис­того вещества и металлов. 1Планеты-гиганты 0 - Юпитер,Сатурн,Уран и Неп­тун - гораздо массивнее,состоят в основном из лёгких веществ и поэто­му,несмотря на огромное давление в их недрах,имеют малую плотность.У Юпитера и Сатурна главную долю их массы составляют водород и гелий.В

них содержится так же до 20% каменистых веществ и легких соединений кислорода,углерода и азота,способных при низких температурах концент­рироваться в льды.Недра планет и некоторых спутников находятся в рас­калённом состоянии.У планет земной группы и спутников вследствие ма-

лой теплопроводности наружних слоёв внутреннее тепло очень медленно просачивается наружу и не оказывает заметного влияния на температуру поверхности.У планет-гигантов конвекция в их недрах приводит к замет­ному потоку тепла из недр,превосходящему поток,получаемый им от Солн­ца.Венера,Земля и Марс обладают атмосферами,состоящими из газов,выде­лившихся из их недр.У планет-гигантов атмосферы представляют собой непосредственное продолжение их недр: эти планеты не имеют твердой или жидкой поверхности.При погружении внутрь атмосферные газы посте­пенно переходят в конденсированное состояние.Девятую планету - Плу­тон,по- видимому,нельзя отнести ни к одной из двух групп.По химичес­кому составу он близок к гуппе планет-гигантов,а по размерам к земной группе.Ядра комет по своему химическому составу родственны планетам­гигантам:они состоят из водяного льда и льдов различных газов с при­месью каменистых веществ.Почти все малые планеты по своему современ­ному составу относятся к каменистым планетам земной группы.Сравни­тельно недавно открытый Хирон, движущийся в основном между орбитами Сатурна и Урана,вероятно,подобен ледяным ядрам комет и небольшим спутникам далёких от Солнца планет.Обломки малых планет,образующиеся при их столкновении друг с другом,иногда выпадают на Землю в виде метеоритов.У малых планет,именно вследствиеих малых размеров,недра подогревались значительно меньше,чем у планет земной группы, и поэто­му их вещество зачастую претерпело лишь небольшие изменения со време­ни их образования.Измерения возраста метеоритов (по содержанию ради­оактивных элементов и продуктов их распада) показали,что они,а следо­вательно вся Солнечная система существует около 5 миллиардов лет.Этот возраст Солнечной системы находится в согласии с измерениями древней­ших земных и лунных образцов.

1Часть 1:Солнце

.Солнце - центральное тело Солнечной системы - представляет собой

раскалённый плазменный шар.Солнце - ближайшая к Земле звезда.Свет от него до нас доходит за 8,3 мин.Солнце решающим образом повлияло на образование всех тел Солнечной системы (см. главу 1) и создало те ус­ловия,которые привели к возникновению и развитию жизни на Земле (см.главу 2).Его масса в 333 000 раз больше массы Земли и в 750 раз больше массы всех других планет,вместе взятых.За 5 миллиардов лет су­ществования Солнца уже около половины водорода в его центральной час­ти превратилось в гелий.В результате этого процесса выделяется то ко­личество энергии,которое Солнце излучает в мировое пространство.Мощ­

ность излучения Солнца очень велика: около 3,8 * 410 520 0 степени МВт.На Землю попадает ничтожная часть Солнечной энергии,составляющая

около половины миллиардной доли.Она поддерживает в газообразном сос­тоянии земную атмосферу,постоянно нагревает сушу и водоёмы,даёт энер­гию ветрам и водопадам,обеспечивает жизнедеятельность животных и рас­тений.Часть солнечной энергии запасена в недрах Земли в виде каменно­го угля,нефти и других полезных ископаемых.Видимый с Земли диаметр Солнца незначительно меняется из-за эллиптичности орбиты и составля­ет,в среднем, 1 392 000 км.(что в 109 раз превышает диаметр Зем­ли).Расстояние до Солнца в 107 раз превышает его диаметр.Солнце представляет собой сферически симметричное тело,находящиеся в равно­весии.Всюду на одинаковых расстояниях от центра этого шара физические условия одинаковы,но они заметно меняются по мере приближения к цент­ру.Плотность и давление быстро нарастают вглубь,где газ сильнее сжат давлением вышележащих слоёв.Следовательно,температура также растёт по мере приближения к центру.В зависимости от изменения физических усло­вий Солнце можно разделить на несколько концентрических слоёв,посте­пенно переходящих друг в друга.

.В центре Солнца температура составляет 15 миллионов градусов,а

давление превышает сотни миллиардов атмосфер.Газ сжат сдесь до плот­

ности около 150 000 кг/ 4м 53 0.Почти вся энергия Солнца генерируется в центральной области с радиусом примерно 1/3 солнечного.Через слои,ок­ружающие центральную часть,эта энергия передаётся наружу.На протяже-

нии последней трети радиуса находится конвективная зона.Причина воз-

никновения перемешивания (конвекции) в наружних слоях Солнца та же,что и в кипящем чайнике: количество энергии,поступающее от нагре­вателя,гораздо больше того,которое отводится теплопроводностью.Поэто­

му вещество вынужденно приходит в движение и начинает само переносить

тепло.Ядро и конвективная зона фактически не наблюдаемы.Об их сущест­вовании известно либо из теоретических расчётов,либо на основании косвенных данных.Над конвективной зоной располагаются непосредственно

наблюдаемые слои Солнца,называемые его 1 Атмосферой 0.Они лучше изуче­ны,т.к. об их свойствах можно судить из наблюдений.

1а).Солнечная атмосфера 0 так же состоит из нескольких различных сло­ёв.Самый глубокий и тонкий из них 1 - фотосфера 0,непосредственно наблю­даемая в видимом непрерывном спектре.Толщина фотосферы приблизительно около 300 км.Чем глубже слои фотосферы,тем они горячее.Во внешних бо-

лее холодных слоях фотосферы на фоне непрерывного 1 0 спектра образуются 1Фраунгоферовы линии поглощения 0.Во время наибольшего спокойствия зем­ной атмосферы можно наблюдать характерную зернистую структуру фотос­феры.Чередование маленьких светлых пятнышек - гранул - размером около 1000 км.,окруженных тёмными промежутками,создаёт впечатление ячеистой структуры - 1 грануляции 0.Возникновение грануляции связано с происходя­щей под фотосферой конвекцией.Отдельные гранулы на несколько сотен градусов горячее окружающего их газа,и в течение нескольких минут их распределение по диску Солнца меняется.Спектральные измерения свидей­тельствуют о движении газа в гранулах,похожих на конвективные:в гра­нулах газ поднимается,а между ними - опускается.Это движение газов порождают в солнечной атмосфере акустические волны,подобные звуковым волнам в воздухе.Распространяясь в верхние слои атмосферы ,волны,воз­никшие в конвективной зоне и в фотосфере,передают им часть механичес-

кой энергии конвективных движений и производят нагревание газов пос-

ледущих слоёв атмосферы - 1 хромосферы 0и 1 короны 0.В результате верхние слои атмосферы с температурой около 4500К оказываются самыми "холод-

ными" на Солнце.Как вглубь,так и вверх от них температура газов быст-

ро растёт.Расположенный над фотосферой слой называют 1 хромосферой 0,во время полыых солнечных затмнений в те минуты,когда Луна полностью закрывает фотосферу,виден как розовое кольцо,окружающее тёмный диск.На краю хромосферы наблюдаются выступающие язычки пламени - хро­мосферные 1 спикулы 0 ,представляющие собой вытянутые столбики из уплот­нённого газа.Тогда же можно наблюдать и спектр хромосферы,так называ­емый 1 спектр вспышки 0.Он состоит из ярких эмиссионых линий водорода,ге­лия,ионизированного кальция и других элементов,которые внезапно вспы­хивают во время полной фазы затемнения.Выделяя излучение Солнца в этих линиях,можно получить его изображение.Хромосфера отличается от фотосферы значительно более неправильной неоднородной структурой.За­метно два типа неоднородностей - яркие и тёмные.По своим размерам они привышают фотосферные гранулы.В целом распределение неоднородностей

образует так называемую 1 хромосферную 0 1сетку 0,особенно хорошо заметную в линии ионизированного кальция.Как и грануляция,она является следстви-

ем движения газов в подфотосферной конвективной зоне,только происхо­дящих в более крупных масштабах.Температура в хромосфере быстро рас­тёт,достигая в верхних её слоях десятков тысяч градусов.Самая верхняя и самая разряжённая часть солнечной атмосферы - корона,прослеживающа­яся от солнечного лимба до расстояний в десятки солнечных радиусов и имеющая температуру около миллиона градусов.Корону можно видеть толь­

ко во время полного солнечного затмнения либо с помощью 1 коронографа 0. .Вся солнечная атмосфера постоянно колеблется.В ней распространяют-

ся как вертикальные,так и горизонтальные волны с длинами в несколько тысяч километров.Колебания носят резонансный характер и поисходят с периодом около 5 мин.В возникновении явлений происходящих на Солнце большую роль играют магнитные поля.Вещество на Солнце всюду представ­ляет собой намагниченную плазму.Иногда в отдельных областях напряжен-

ность магнитного поля быстро и сильно возрастает.Этот процесс сопро­вождается возникновенем целого комплекса явлений 1 солнечной активности

в различных слоях солнечной атмосферы.К ним относятся 1 факелы 0и 1 пятна

в фотосфере, 1флоккулы 0в хромосфере, 1протуберанцы 0 в короне. 1 0Наиболее за­мечательным явлением,охватывающим все слои солнечной атмосферы 1 0и за 1­зарождающимся в хромосфере,являются 1 солнечные вспышки 0 (см. Солнечная активность).

1б).Излучения Солнца 0.Радиоизлучение Солнца имеет две составляющие ­постоянную и переменную.во ремя сильных солнечных вспышек радиоизлу-

чение Солнца возрастает в тысячи и даже миллионы раз по сравнению с радиоизлучение спокойного Солнца.Ренгеновские лучи исходят в основном от верхних слоёв атмосферы и короны.Особенно сильным излучение бывает в годы максимума солнечной активности.Солнце излучает не только свет,тепло и все другие виды электромагнитного излучения.Оно также является источником постоянного потока частиц - корпускул.Нейтри­но,электроны,протоны,алфа-частицы,а так же более тяжелые атомные ядра

составляют 1 корпускулярное излучение Солнца 0.Значительная часть этого излучения представляет собой более или менее непрерывное истечение плазмы - 1 солнечный ветер 0, являющийся продолжением внешних слоёв Сол­нечной атмосферы - 1 солнечной короны 0.На фоне этого постоянно дующего плазменного ветра отдельные области на Солнце являются источниками более направленных,усиленных,так называемых 1 корпускулярных пото­ 1ков 0.Скорее всего они связаны с особыми областями Солнечной короны ­ 1коронными дырами 0,а также,возможно,с долгоживущими активными областями на Солнце (см. Солнечная активность).Наконец,с солнечными вспышками связаны наиболее мощные кратковременные потоки частиц,главным образом электронов и протонов.В результате наиболее мощных вспышек частицы могут приобретать скорости,составляющие заметную долю скорости све­та.Частица с такими большими энергиями называются солнечными 1 косми­ 1ческими лучами 0.Солнечное корпускулярное излучение оказывает сильное влияние на Землю,и прежде всего на верхние слои её атмосферы и маг­нитное поле,вызывая множество интерестых геофизических явлений.

1в).Солнечная активность 0 - совокупность явлений, переодически возни­кающих в солнечной атмосфере.Проявления солнечной активности тесно связаны с магнитными свойствами солнечной плазмы.Возникновение актив-

ной области начинается с постепенного увиличения магнитного потока в некоторой области фотосферы.В соответствующих местах хромосферы после этого наблюдается увиличение яркости в линиях водорода и кальция.Та­

кие области называют 1 флоккулами 0.Примерно в тех же участках на Солнце в фотосфере (т.е. несколько глубже) при этом также наблюдается увили­чение яркости в белом (видимом) свете - 1 факелы 0.Увиличение энергии,вы­деляющейся в области факела и флоккула,является следствием увиличив­шихся до нескольких десятков экстред напряженности магнитного по­ля.Затем в солнечной активности наблюдаются 1 солнечные пятна 0,возникаю­щие через 1-2 дня после появления флоккула в виде маленьких чёрных точек - пор.Многие из них вскоре исчезают,и лишь отдельные поры за

2-3 дня превращаются в крупные тёмные образования.Типичное солнечное пятно имеет размеры в несколько десятков тясяч километров и состоит

из тёмной центральной части - 1 тени 0и волокнистой 1полутени 0.Важнейшая особенность пятен - наличие в них сильных магнитных полей,достигающих

в области тени наибольшей напряжённости в несколько тысяч экстред.В целом пятно представляет собой выходящую в фотосферу трубку силовых линий магнитного поля,целиком заполняющих одну или несколько ячеек 1хромосферной сетки 0 (см.Солнечная атмосфера).Верхняя часть трубки рас­ширяется,и силовые линии в ней расходятся,как колосья в снопе.Поэтому вокруг тени магнитные силовые линии принимают направление,близкое к горизонтальному.Полное,сумарное давление в пятне включает в себя дав­ление магнитного поля и уравновешивается лавлением окружающей фотос­феры,поэтому газовое давление в пятне оказывается меньшим,чем в фо­тосфере Магнитное поле как бы расширяет пятно изнутри.Кроме того,маг-

нитное поле подавляет конвективные движения газа,переносящие энергию из глубины вверх.Вследствие этого в области пятна температура оказы­вается меньше примерно на 1000К.Пятно как бы охлаждённая и скованная магнитным полем яма в солнечной фотосфере.Большей частью пятна возни­кают целыми группами,в которых,однако,выделяются два больших пят­на.Одно,нибольшее, - на западе,а другое,чуть поменьше,- на восто­ке.Вокруг и между ними часто бывает множество мелких пятен.Такая группа пятен называется биополярной,потому что у обоих больших пятен всегда противоположная полярность магнитного поля.Они как бы связаны с одной и той же трубкой силовых линий магнитного поля,которая в виде гиганской петли вынырнула из-под фотосферы,оставив концы где-то в не­наблюдаемых,глубоких слоях.То пятно,которое соответствует выходу маг­нитного поля из фотосферы,имеет северную полярность,а то,в области которого силовые линии входят обратно под фотосферу, - южную.

.Самое мощное проявление фотосферы - это 1 вспышки 0.Они происходят в

сравнительно небольших областях хромосферы и короны,расположенных над группами солнечных пятен.По своей сути вспышка - это взрыв,вызванный внезапным сжатием солнечной плазмы. Сжатие происходит под давлением магнитного поля и приводит к образованию длинного плазменного жгута

или ленты.Длина такого образования составляет десятки и даже сотни тысяч километров.Продолжается вспышка обычно около часа.Хотя детально физические процессы,приводящие к возникновению вспышек,ещё не изуче­ны,ясно,что они имеют электромагнитную природу.

.Наиболее грандиозными образованиями в солнечной атмосфере являются

1протуберанцы 0 - сравнительно плотные облака газов,возникающие в сол­нечной короне или выбрасываемые в неё из хромосферы.Типичный протубе­ранец имеет вид гиганской светящейся арки,опирающейся на хромосферу и образованной струями и потоками более плотного и холодного,чем окру­жающая корона, вещества.Иногда это вещество удерживается прогнувшимся

под его тяжестью силовыми линиями магнитного поля,а иногда медленно стекает вдоль магнитных силовых линий.Имеется множество различных ти­пов протуберанцев.Некоторые из них связаны со взрывоподобными выбро­сами вещества из хромосферы в корону.

.Общая активность Солнца, характеризуемая количеством и силой про-

явления центров солнечной активности,периодически изменяется.Сущест­вует множество различных удобных способов оценивать уровень солнечной активности.Обычно пользуются наиболее простым и введённым раньше всех

способом - 1 числами Вольфа 0.Числа Вольфа пропорциональны сумме полного числа пятен,наблюдаемых в данный момент на Солнце,и удесятерённого числа групп,которые они образуют.Период времени,когда количество центров активности наибольшее называют 1 максимумом солнечной активнос­

1ти 0,а когда их совсем нет или почти совсем нет - 1 минимумом 0.Максимумы и минимумы чередуются в среднем с периодом 11 лет.Это составляет так называемый 11 5-и 0 летний цикл солнечной активности.

1г).Солнечная корона 0 - самые внешние,очень разряженные слои атмосфе-

ры Солнца.Во время полной фазы солнечного затмнения вокруг диска Лу­ны,который закрывает от наблюдателя яркую фотосферу,внезапно как бы вспыхивает жемчуженое сияние.Это на несколько десятков секунд стано­вится видимой солнечная корона.Важной особенностью короны является её лучистая структура.Лучи бывают разной длины,вплоть до десятка и более солнечных радиусов.Общая форма короны меняется с фазами цикла солнеч­ной активности:в годы максимума корона почти сферична,в годы минимума она сильно вытянута вдоль экватора.Корона представляет собой сильно разряжённую высокоионизированную плазму с температурой 1-2 миллиона градусов.Причина столь большого нагрева солнечной короны связана с волновыми движениями,возникающими в конвективной зоне Солнца.Цвет ко­роны почти совпадает со светом излучения всего Солнца.Это связано с тем,что свободные электроны,находящиеся в короне,и возникающие в ре­зультате сильной ионизации газов,рассеивают излучение,приходящее от фотосферы.Из-за огромной температуры частичы движутся так быстро,что при столкновениях от атомов отлетают электроны,которые начинают дви-

гатся как свободные частицы.В результате этого лёгкие элементы пол­ностью теряют все свои электроны,так что в короне практически нет атомов водорода или гелия,а есть только протоны и альфа-частицы.Тяже­лые элементы теряют до 10-15 внешних электронов.По этой причине в солнечной короне наблюдаются необычные спектральные линии,которые долгое время не удавалось отождествить с известными химическими эле­ментами.Горячая плазма сильно излучает и поглощает радиоволны.Поэтому наблюдаемое солнечное радиоизлучение на метровых и децеметровых вол­нах возникает в солнечной короне.Иногда в солнечной короне наблюдают­

ся области пониженного свечения.Их называют 1 корональными дырами 0.Осо­бенно хорошо эти дыры заметны по снимкам в ренгеновских лучах.

1д).Диаметр Солнца. 0Точные измерения показывают,что диаметр Солнца не постоянная величина.Около пятнадцати лет назад астрономы обнаружи­ли,что Солнце худеет и полнеет на несколько километров каждые 2 часа

40 минут,причем этот период сохраняется строго постоянным.С периодом 2 часа 40 минут на доли процента меняется и светимость Солнца,то есть

излучаемая им энергия.Указания на то,что диаметр Солнца испытывает еще и очень медленные колебания со значительным размахом,были получе­ны путём анализа результатов астрономических наблюдений многолетней давности.Точные измерения продолжительности солнечных затмнений, а также прохождения Меркурия и Венеры по диску Солнца показали, что в XVII веке диаметр Солнца превышал нынешний примерно на 2000 км ,то есть на 0,1%. И вот что интересно: именно в эту эпоху на Солнце дли­тельное время не

1Часть 2:Планеты земной группы

.Планеты земной группы - Меркурий,Венера,Земля и Марс отличаются от

планет-гигантов меньшими размерами,меньшей массой.Они движутся внутри пояса малых планет.В пределах одной группы планеты близки по таким физическим характеристикам,как плотность,размеры химический состав,но одна группа резко отличается при этом от другой.Каждая планета имеет свои неповторимые особенности.

. 1Меркурий 0 1- 6самая близкая к Сол 0нцу планета Солнечной системы.Распо-

ложена на расстоянии 58 млн.км от Солнца.Полный оборот на небе завер-

шает за 88 сут.Из-за близости к Солнцу и малых видимых размеров Мер­курий долго оставался малоизученной планетой.Только в 1965г. благода­ря применению радиолокации был измерен период вращения Меркурия вок­руг своей оси,оказавшийся равным 58,65 сут.,т.е. 2/3 его обращения вокруг Солнца.Такое вращение является динамически устойчивым.Солнеч­ные сутки на Меркурии продолжаются 176 дней.Ось вращения Меркурия почти перпендикулярна плоскости его орбиты.Как подсказали радионаблю­дения температура на поверхности Меркурия в пункте,где Солнце нахо­дится в зените достигает 620 К.Температура ночного полушария около 110 К. С помощью радионаблюдений удалось определить тепловые свойства наружного покроя планеты,которые оказались близкими к свойствам тон­кораздробленных породи лунного реголита.Причиной такого состояния по­род,по всей видимости,являются непрерывные удары метеоритов,почти не ослабляемые разряжённой атмосферой Меркурия.Фотографирование поверх­ности Меркурия американским космическим аппаратом "Маринер-10" в 1974-1975 гг. показало,что по виду планета напоминает Луну.Поверх­ность усеяна кратерами разных размеров,причём их распределение по ве­личине диаметра аналогично распределению кратеров Луны.Это говорит о том,что они образовались в результате интенсивной метеоритной бомбар­дировки миллиарды лет назад на первых этапах эволюции планеты.Встре­чаются кратеры со светлыми лучами,с центральными горками и без них,с тёмным и светлым дном, с резкими очертаниями валов (молодые) и полу­разрушенные (древние).Обнаружены долины,напоминающие известную Долину Альп не Луне,гладкие круглые равнины,получившие название бассей­нов.Наибольший из них - Калорис - имеет диаметр 1300 км.Наличие тём­ного вещества в бассейнах и заполненных лавой кратерах свидейтельст­вует о том,что в начальный период своего существования пленета испы­тала сильное разогревание,за которым последовала одна или несколько эпох интенсивного вулканизма.Атмосфера Меркурия очень сильно разряже-

на по сравнению с земной атмосферой.По данным,полученным с "Маринера -10",её плотность не превосходит плотности земной атмосферы на высоте 620 км.В составе атмосферы обнаружено небольшое количество водоро­да,гелия и кислорода,присутствуют и некоторые инертные газы,напри­мер,аргон и неон.Такие газы могли выделится в результате распада ра­диоактивных веществ,входящих в состав грунта планеты.Обнаружено сла­бое магнитное поле,напряженность которого меньше,чем у Земли,и боль­ше,чем у Марса.Межпланетное магнитное поле,взаимодействуя с ядром Меркурия,может создавать в нём электрические токи.Эти токи,а также перемещения зарядов в ионосфере,которая у Меркурия слабее по сравне­нию с земной,могут поддерживать магнитное поле планеты.Взаимодействуя с солнечным ветром (см.Излучения Солнца),оно создаёт магнитосфе­ру.Средняя плотность Меркурия значительно выше лунной и почти равна средней плотности Земли.Высказывается гипотеза о том,что Меркурий имеет мощную селикатную оболочку (500 - 600 км.),а оставшиеся 50% обьёма занимает железистое ядро.Жизнь на Меркурии из-за очень высокой дневной температуры и отсутствия жидкой воды не может существо­вать.Спутников меркурий не имеет.

1.Венера 0 - вторая по расстоянию от Солнца и ближайшая к Земле плане­та Солнечной системы.Среднее расстояние от Солнца - 108 млн. км. Пе­риод обращения вокруг него - 225 сут.Во время нижних соединений может приближаться к Земле до 40 млн.км,т.е. ближе любой другой большой планеты Солнечной системы.Синодический период (от одного нижнего сое­динения до другого) равен 584 сут. Венера - самое яркое светило на небе после Солнца и Луны.Известна людям с глубокой древности.Диаметр Венеры - 12 100 км.(95% диаметра Земли), масса - 81,5% массы Земли

или 1:408 400 массы Солнца,средняя плотность 5,2 г/ 6см 53 0,ускорение силы тяжести на поверхности - 8,6 м/с 52 0 (90% земного).Период вращения Вене­ры долго не удавалось установить из-за плотной атмосферы и облачного слоя,окутывающих эту планету.Только с помощью радиолокации установи­ли,что он равен 243,2 сут.,причём Венера вращается в обратную сторну

по сравнению с Землёй и другими планетами.Наклон оси вращения Венеры

к плоскости её орбиты равен почти 90 50 0.Существование атмосферы Венеры было обнаружено в 1761 г. М.В.Ломоносовым при наблюдениях прохождения

её по диску Солнца.В XX веке с помощью спектральных исследований в атмосфере Венеры найден углекислый газ,который оказался основным га­зом её атмосферы.По данным советских межпланетных станций серии "Ве­нера",не долю углекислого газа приходится 97% всего состава атмосферы Венеры.В неё входят так же около 2% азота и инертных газов,не более 0,1% кислорода и небольшие количества окиси углерода,хромоводорода и фтороводорода.Кроме того,в её атмосфере содержится около 0,1% водяно­го пара.Углекислый газ и водяной пар создают в атмосфере Венеры пар­никовый эффект,приводящий к сильному разогреванию планеты.Причина

этого состоит в том,что оба шаза интенсивно поглощают инфракрасные

(тепловые) лучи,испускаемые нагретой поверхностью Венеры.Температура

её достигает около 500 50 0 С.Облачный слой Веневы,скрывающий от нас её поверхность, как установлено станциями серии "Венера",расположен на высоте 49-68 км. над поверхностью,по плотности напоминает легкий ту­ман.Но большая протяжённость облачного слоя делает его совершенно непрозрачным для земного наблюдателя.Предполагается,что облака состо-

ят из капель водородного раствора серной кислоты.Освещённость на по­верхности в дневное время подобна земной в пасмурный день.Из космоса облака Венеры выглядят как система полос,распологающихся обычно па­раллельно экватору планеты,однако порой они образуют детали,которые были замечены ещё с Земли,что и позволило установить примерно 4- 5х 0 су­точный период вращения облачного слоя.Это четырехсуточное вращение было подтверждено космическими аппаратами и объясняется наличием на уровне облаков постоянных ветров,дующих в сторону вращения планеты со скоростью около 100 м/с.Атмосферное давление у поверхности Венеры составляет около 9МПа,а плотность в 35 раз превышает плотность земной атмосферы.Количество углекислого газа в атмосфере Венеры в 400

тыс.раз больше,чем в земной атмосфере.Причиной этого,вероятно,являет­ся интенсивная вулканическая деятельность,а кроме того,отсутствие на планете двух основных поглотителей углекислого газа - океана с его планктоном и растительности.Самые верхние слои атмосферы Венеры сос­тоят целиком из водорода.Водородная атмосфера простирается до высоты 5500 км.Радтолокация позволила изучить невидимый из-за облаков рельеф Венеры.В приэкваториальной зоне обнаружено белее 10 кольцевых струк­тур,подобных кратерам Луны и Меркурия,диаметром от 35 до 150 км.,но сильно сглаженных и плоских.Обнаружен разлом в коре планеты длиной 1500 км.,шириной 150 км. и глуиной около 2 км.,горные массивы,вулкан с диаметром основания 300-400 км. и высотой около 1 км.,огромная кот­ловина протяжённостью 1500 км. с севера на юг и 1000 км. с запада на восток. Межпланетные станции "Венера-9" и "Венера-10" позволили изу­чить с орбит искусственных спутников Венеры рельеф 55 районов плане­ты;при этом были обнаружены гористые участки местности с перепадом высот 2-3 км.,а так же относительно ровные участки.Поверхность Венеры относительно более гладкая,чем поверхность Луны.Анализ природы и по­верхности Венеры может иметь большое значение для построения теории эволюции всех планет Солнечной системы,в том числе и нашей Зем­ли.Спутников Венера не имеет.

1.Земля 0 - одна из планет Солнечной системы.Подобно другим планетам она движется вокруг Солнца по эллиптической орбите.Расстояние от Зем-

ли до Солнца в разных точках орбиты неодинаковое.Среднее же расстоя-

ние около 149,6 млн. км. В процессе движения нашей планеты вокруг Солнца плоскость земного экватора (наклоненная к плоскости орбиты под углом 23 50 0 27') перемещается параллельно самой себе таким образом,что в одних участках орбиты земной шар наклонен к Солнцу своим северным полушарием,а в других - южным.Большую часть поверхности Земли (до 71%) занимает Мировой океан.Средняя глубина Мирового океана - 3900

м. Существование осадочных пород,возраст которых превосходит 3,5 млрд.лет,служит доказательством существования на Земле обширных водо­ёмов уже в ту далёкую пору.На современных континентах более распрост­ранены равнины,главным образом низменные, а горы - в особенности вы­сокие - занимают незначительную часть поверхности планеты,так же как и глубоководные впадины на дне океанов.Форма Земли,как известно близ­кая к шарообразной,при более детальных измерениях оказвается очень сложной,даже если обрисовать её ровной поверхностью океана (не иска­женной приливами,ветрами,течениями) и условным продолжением этой по­верхности под континенты.Неровности поддерживаются неравномерным

распределением массы в недрах Земли.Такая поверхность называется 1 ге­ 1оидом 0.Геоид( с точностью порядка сотен метров) совпадает с эллипсои­дом вращения,экваториальный радиус которого 6378 км.,а полярный ради-

ус на 21,38 км. меньше экваториального.Разница этих радиусов возникла за счёт центробежной силы,создаваемой суточным вращением Земли.Суточ­ное вращение земного шара происходит с практически постоянной угловой скоростью с периодом 23 ч. 56 мин. 4,1с. т.е. за одни звёздные сут­ки,количество которых в году ровно на одни сутки больше,чем солнеч­ных.Ось вращения Земли направлена своим северным концом приблизитель­но на звезду альфа Малой Медведица,которая поэтому называется Поляр­ной звездой.Одна из особенностей Земли - её магнитное поле,благодаря которому мы можем пользоваться компасом.Магнитный полюс Земли,к кото­рому притягивается северный конец стрелки компаса,не совпадает с Се­верным географическим полюсом.Под действием солнечного ветра (см. Из­лучения Солнца) магнитное поле Земли искажается и приобретает "шлейф" в направлении от Солнца,который простирается на сотни тысяч километ­ров.Наша планета окружена обширной атмосферой.Основными газами,входя­щими в состав нижних слоёв атмосферы являются азот (примерно 78%),кислород (около 21%) и аргон (около 1%).Других газов в атмосфере Земли очень мало,например углекислого газа около 0,03%.Атмосферное давление на уровне поверхности океана составляет при нормальных усло­виях приблизительно 0,1МПа.Полагают,что земная атмосфера сильно изме-

нилась в процессе эволюции:обогатилась кислородом и приобрела совре­менный состав в результате длительного взаимодействия с горными поро­дами и при участии биосферы,т.е. растительных и животных организ­мов.Доказательством того,что такие изменения действительно произош­ли,служат,например,залежи каменного угля и мощные пласты отложений карбонатов в осадочных породах.они содержат громадное количество уг­лерода,который ра ньше входил в состав земной атмосферы в виде угле­кислого газа и окиси углерода.Учёные считают,что древняя атмосфера произошла из газообразных продуктов вулканических извержений;о её составе судят по химическому анализу обрасцов газа,"замурованных" в полостях древних горных пород.В исследованных образцах,возраст кото­рых приблизительно 3,5 млрд.лет содержится приблизительно 60% угле­кислого газа,а остальные 40% - соединения серы,аммиак,хлористый и фтористый водород.А небольшом количестве найдены азот и инертные га­зы.Весь кислород был химически связанным.Одной из важенйших задач современной науки о Земле является изучение эволюции атмосферы,по­верхности и наружних слоёв Земли,а так же внутреннее строение её недр.О внутреннем строении Земли прежде всего судят по особенностям прхождения сковозь различные слои Земли механических колебаний,возни­кающих при землетрясениях или взрывах.Ценные сведения дают также из­мерения величины теплового потока,выходящего из недр,результаты опре­делений общей массы,момента инерции и полярного сжатия нашей плане­ты.Массса Земли найдена из эксперементальных измерений физической постоянной тяготения и ускорения силы тяжести.Для массы Земли получ­

ено значение 5,976 5. 010 524 0 кг.Поток тепла из недр,различных в разных

участках поверности Земли,в среднем близок к 1,6 5. 010 5-6 0кал 5. 0см 5-2. 0сек 5-1 0, что + соответствует суммарному выходу энергии 20 528 + эрг. в год.Поскольку

+тепло может передаваться только от более нагретого к менее нагретому +веществу,температура вещества в недрах Земли должна быть выше,чем +температура на её поверхности.Действительно,согласно измерениям,про­ +ведённым в шахтах и буровых скважинах температура повышается прибли­ +зительно на 20 50 + на каждый километр глубины.На основе всего комплекса +современных научных данных построена модель внутренноего строения +Земли.

+.Твёрдую оболочку Земли называют 1 литосфера 0.Её можно сравнить со скорлупой,охватювающей всю поверхность Земли.Но эта "скорлупа" как бы растрескалась на частии состоит из нескольких крупных литосферных плит,медленно преремещающихся одна относительно другой.По их границам концентрируется подавляющее число землетрясений.Верхний слой литосфе-

ры - это земная кора,минералы которой состоят преимущественно из ок­сидов кремния и алюминия,оксидов железа и щелочных металлов.Земная кора имеет неравномерную толщину:35-65 км. на континентах и 6-8 км.подо дном океана.Верхний слой земной коры состоит из осадочных по­род,нижний из базальтов.Между ними находится слой гранитов,характер­ный только для континентальной коры.Под корой расположена так называ­

емая 1 мантия 0,имеющая иной химический состав и большую плотность.Грани­ца между корой и мантией называется поверхностью Мохоровичича.В ней скачкообразно увиличивается скорость распространения сейсмических волн.На глубине 120-250 км.под материками и 60-400 км.под океанами залегает слой мантии,называемый 1 астеносферой 0.Здесь вещество находится в близком к плавлению состоянии,вязкость его сильно понижена.Все ли­тосферные плиты как бы плавают в полужидкой астеносфере,как льдины в воде.Более толстые участки земной коры,а так же участки,состоящие из менее плотных пород,поднимаются по отношению к другим участкам коры.В

то же время дополнительная нагрузка на участок коры,например,вследс­твие накопления толстого слоя материковых льдов,как это происходит в Антарктиде,приводит к постепенному погружению участка .Такое явление называется изостатическим выравнивание.Ниже астеносферы,начиная с глубины около 410 км."упаковка" атомов в кристаллах минералов уплот­нена под влиянием большого давления.Резкий переход обнаружен сейсми-

ческими методами исследований на глубине около 2920 км.Здесь начина­ется земное ядро,или,точнее говоря,внешнее ядро,так как в его центре находится ещё одно - внутреннее ядро,радиус которого 1250 км.Внешнее ядро,очевидно,находится в жидком состоянии,поскольку поперечные вол­ны,не распространяющиеся в жидкости,через него не проходят.С сущест­вованием жидкого внешнего ядра связывают происхождение магнитного по­ля Земли.Внутреннее ядро,по-видимому,твёрдое.У нижней границы мантии давление достигает 130ГПа,температура там не выше 5000 К.В центре Земли температура,возможно поднимается выше 10 000 К.

.Земля имеет единственный естественный спутник - Луну.

1.Марс 0 - четвёртая по расстоянию от Солнца планета Солнечной систе­мы.На звёздном небе она выглядит как немигающая точа красного цве­та,которая время от времени значительно превосходит по блеску звезды первой величины.Марс периодически подходит к Земле на расстояние до

5 7 млн.км.,значительно ближе,чем любая планета,кроме Венеры.По основ-

ным физическим характеристикам Марс отностится к планетам земной группы.По диаметру он почти вдвое меньше Земли и Венеры.Планета оку­тана газовой оболочкой - атмосферой,которая имеет меньшую плот­ность,чем земная.Даже в глубоких впадинах Марса,где давление атмосфе­ры наибольшее,оно прибизительно в 100 раз меньше,чем у поверхности Земли,а на уровне марсианских горных вершин - в 500-1000 раз мень­ше.Тем не менее в атмосфере Марса наблюдаются облака и постоянно при­сутствует более или менее плотная дымка из мелких частич пыли и крис­таликов льда.Как показали снимки с американских посадочных станций "Викинг-1" и "Викинг-2" марсианское небо в ясную погоду имеет розова­тый цвет,что объясняется рассеянием солнечного света на пылинках и подсветкой дымки ораньжевой поверхностью планеты.По химическому сос­таву марсианская атмосфера отличается от земной и содержит 95,3% уг­лекислого газа с примесью 2,7% азота, 1,6% аргона,00,7%окиси углеро­да, 0,13% кислорода и приблизительно 0,03% водяного пара,содержание которого изменяется,а также примеси неона,криптона,ксенона.При от­сутствии облаков газовая оболочка Марса значительно прозрачнее,чем земная,в том числе и для ультрафиалетовых лучей,опасных для живых ор­ганизмов.Солнечные сутки на Марсе длятся 24ч.39 мин.35с.Значительный

наклон экватора к плоскости орбиты (25,2 50 0) приводит к тому,что на од­них участках орбиты освещаются и обогреваются Солнцем преимущественно северные широты Марса,на других - южные,т.е. происходит смена сезо­нов.Марсианский год длится около 686,9 дней.Эллиптичность марсианской орбиты приводит к значительным различиям климата северного и южного полушарий: в средних широтах зима холоднее,а лето теплее,чем в юж­ных,но короче,чем в северных.Температурные условия на Марсе суровы с точки зрения жителя Земли.Наиболее высокая температура поверзности 290К достигается в так называемой подсолнечной точке.Наиболее низка температура поверхности в полярных районах,где в зимний сезон она держится на отметке около 150К.Полученные из наблюдений сведения о температуре явились ключом к объяснению природы полярных шапок,кото-

рые при наблюдениях в телескоп видны как светлые,почти белые пятно возле полюсов планеты.Когда в северном полушарии Марса наступает ле­то,северная полярная шапка быстро уменьшается,но в это время растёт другая - возле южного полюса,где наступает зима.В конце XIX - начале XX века считали,что полярные шапки Марса - это ледники и снега.По современным данным,обе полярные шапки Марса - северная и южная - сос­тоят из твёрдой двуокиси углерода,т.е.сухого льда,который образуется при замерзании углекислого газа,входящего в состав марсианской атмос­феры,и из водяного льда с примесью минеральной пыли.

.В 1975 году на основе материалов телевизионной съёмки всей поверх-

ности планеты с космических аппаратов была составлена карта деталей марсианского рельефа,многие из которых уже получили названия,и на карте Марса появились имена:кратер Ломоносов,Королёв,Фесенков и др.Нанесённые на карты Марса ещё в XIX веке тёмные области в основном сохраняют свои очертания,но в научной литературе указаны примеры местных изменений отражательных свойств отдельных районов Марса.В те-

чение многих лет популярны были гипотезы,в основе которых лежит изме­нениеоптических свойств некоторых веществ под влиянием изменений на Марсе биосферы,т.е.живых организмов.Задача поиска жизни на Марсе была одной из основных программ американского "Викинга".Однако обнаружить какие-то следы жизни не удалось.Не оказалось в образцах грунта и ор­ганических соединений.Были проведены элементные исследования состава образцов марсианского грунта.Найдено близкое сходство химического состава образцов в двух взаимоудалённых местах посадки.В исследован­ных образцах обнаружено большое содержание окислов кремния и желе­за.Содержание серы (в виде сульфатов) в десятки раз больше,чем в зем­ной коре.На снимках Марса найдены следы как ударно-метеоритной,так и вулканической активности,а так же следы движений,поднятий и растрес­киваний марсианской коры и следы многих процессов разрушения и сгла­живания рельефа поверхности,перемещения и отложения наносов.Перепад высоты между высочайшими вершинами и наиболее глубокими впадинами на Марсе составляет около 20 км.Для марсианских гор характерны многовер­шинные,в основном сглаженные формы.Кроме того,обнаружены типичные вулканические конусы с кратерами на вершине.На снимках поверхности Марса космическими аппаратами отчётливо видны детали,имеющие большое сходство с руслами рек на Земле.Поскольку весь комплекс информации противоречит возможности существования там рек,можно предположить,что марсианские русла возникли в результате растапливания подповерхност­ного водяного льда в зонах повышенного выделения тепла планеты.Неко­торые дополнительные сведения о Марсе удаётся получить косвенными ме­тодами на основе исследований его природных спутников - Фобоса и Дей­моса.

.Оба спутника Марса движутся почти точно в плоскости его экватора.С

помощью космических аппаратов установлено,что Фобос и Деймос имеют неправильную форму и в своём орбитальном положении остаются повёрну­тыми к планете всегда одной и той же стороной.Размеры Фобоса состав­ляют около 27 км.,а Деймоса - около 15 км.Поверхность спутников Марса состоит из очень тёмных минералов и покрыта многочисленными кратера­ми.Один из них - на Фобосе имеет поперечник около 5,3 км.Кратеры,ве­роятно,рождены метеоритной бомбардировкой,происхождение системы па­раллельных борозд неизвестно.Угловая скорость орбитального движения Фобоса настолько велика,что он,обгоняя осевое вращение планеты,восхо­дит,в отличие от других светил,на западе,а заходит на востоке.

1Часть 3:Планеты-гиганты

1.Юпитер 0 - пятая по расстоянию от Солнца и самая большая планета Солнечной системы - отстоит от Солнца в 5,2 раза дальше,чем Земля,и затрачивает на одни оборот по орбите почти 12 лет.Экваториальный диа­метр Юпитра 142 600 км (в 11 раз больше диаметра Земли).Период враще-

ния Юпитера - самый короткий из всех планет - 9ч.50 мин.30с. на эква­торе и 9ч.55мин.40с. в средних широтах.Таким образом,Юпитер,подобно солнцу,вращается не как твёрдое тело - скорость вращения неодинакова в разных широтах.Из-за быстрого вращения эта планета имеет сильное сжатие у полюсов.Масса Юпитера равна 318 массам Земли.Средняя плот­

ность 1,33 г/см 53 0,что близко к плотности Солнца.Ось вращения Юпитера почти перпендикулярна к плоскости его орбиты (наклон 87 5о 0).Даже в не­большой телескоп видно полярное сжатие Юпитера и полосы на его по­верхности,параллельные экватору планеты.Видимая поверхность Юпитера представляет собой верхний уровень облаков,окружающих планету.Благо­даря этому все детали на поверхности Юпитера постоянно меняют свой вид.Из устойчивых деталей известно 1 Большое Красное пятно 0,наблюдающее­ся уже более 300 лет.Это - громадное овальное образование,размерами около 35 000 км по долготе и 14 000 по широте между Южной тропической

и Южной умеренной полосами.Цвет его красноватый,но подвержен измене­ниям.

.Спектральные исследования Юпитера показали,что атмосфера его сос-

тоит из молекулярного водорода и его соединений:метана и аммиака.В небольших колличествах присутствуют также этан,ацетилен,фосфен и во­дяной пар.Облака Юпитера состоят из кристалликов и капелек аммиака.В декабре 1973 г. с помощью американского космического аппарата "Пионер

-10" удалось обнаружить наличие гелия в атмосфере Юпитера и измерить его содержание.Можно считать,что атмосфера Юпитера на 74% состоит из водорода и на 26% из гелия.На долю метана приходится не более 0,1% состава атмосферы планеты (по массе).Атмосферный слой имеет толщину около 1000 км.Ниже чисто газового слоя в атмосфере лежит слой обла­ков,которые мы и вилим в телескоп.Слой жидкого молекулярного водорода имеет толщину 24 000 км.На этой глубине давление достигает 300 ГПа,а температура 11 000 К,здесь водород переходит в жидкое металлическое состояние,т.е. становится подобным жидкому металлу.Слой жидкого ме­таллического водорода имеет толщину около 42 000 км.Внутри него рас­полагается небольшое железноселикатное твёрдое ядро радиусом 4 000 км.На границе ядра температура достигает 30 000 К. В 1956 г. было об­наружено радиоизлучение Юпитера на волне 3 см.,соответствующее тепло­вому излучению с температурой 145 К. По измерениям в инфракрасном ди­апазоне температура самых наружних облаков Юпитера 130 К. Полёты аме­риканских космических аппаратов "Пионер-10" и "Пионер-11" позволили уточнить строение магнитосферы Юпитера,а изменение температуры облач­ного слоя в основном подтвердило известный из наземных наблюдений ре­зультат:коичество тепла,которое Юпитер испускает,более чем в двое превышает тепловую энергию,котораю планета получает от Солнца.Возмож­но,что идущее из недр планеты тепло выделянтся в процесс медленного сжатия гиганской планеты (1мм.в год).

.Магнитное поле планеты оказалось сложным и состоит как бы из двух

полей:дипольного (как поле Земли),которое простирается до 1,5 млн.км.от Юпитера,и недипольного,занимающего остальную часть магни­тосферы.Напряженность магнитного поля у поверхности в 20 раз боль­ше,чем на Земле.Кроме теплового и дециметрового радиоизлучения Юпитер является источником радиовсплесков (резких усилений мощности излучне­ия) на волнах длиной от 4 до 85 м.,продолжительностью от долей секун­ды до нескольких минут или даже часов.Однако длительные возмущения ­это не отдельные всплески,а серии всплесков - своеобразные шумовые бури и грозы.Согласно современным гипотезам,эти всплески объясняются плазменными колебаниями в ионосфере планеты.

.Ипитер имеет 13 спутников.Первые 4 спутника открыты ещё Галилеем

(Ио,Европа,Ганимед,Каллисто).Они, а также внутренний,самый близкий спутник Амальтея движутся почти в плоскости экватора планеты.Ио и Ев­ропа почти сравнимы с Луной,а Ганимед и Каллисто даже больше Мерку­рия,хотя по массе значительно уступают ему.По сравнению с другими спутниками галилеевские исследованы более детально. Внешние спутники обращаются вокруг планеты по сильно вытянутым орбитам с большими

углами наклона к экватору (до 30 5о 0).Это маленькие тела - от 10 до 120 км,по-видимому,неправильной формы. Самые внешние 4 спутника Юпитера обращаются вокруг планеты в обратном направлении.По данным,полученным

с американских космических аппаратов "Вояжер",Юпитер окружен в эква­ториальной области системой колец. Кольцо расположено на расстоянии 50 000 км. от поверхности планеты,его ширина около 1 000 км.Существо­вание кольца Юпитера было предсказано в 1960 г. астрономом С.К.Всехс­вятским на основании наблюдений.В 1975 году был обнаружен объект,ко­

торый,по-видимому,является 14 5-м 0 спутником Юпитера.Орбита его неиз­вестна.

1.Сатурн 0 - вторая по величине среди планет Солнечной системы.Его эк­ваториальный диаметр лишь немного меньше,чем у Юпитера,но по массе Сатурн уступает Юпитеру более чем втрое и имеет очень низкую среднюю плотность - около 0,7 г/см 53 0.Низкая плотность объясняется тем,что пла­неты-гиганты состоят главным образом из водорода и гелия.При этом в недрах Сатурна давление не достигает столь высоких значений,как на Юпитере,поэтому плотность вещества там меньше.Спектроскопические исс­ледования обнаружили в атмосфере Сатурна некоторые молекулы.Темпера­тура поверхности облаков на Сатурне близка к температуре плавления метана (-184 5о 0С),из твёрдых частичек которого скорее всего и состоит облачный слой планеты.В телескоп видны вытянутые вдоль экватора тём-

ные полосы,называемые также поясами,и светлые зоны,но эти детали ме­нее контрасны,чем на Юпитере,и отдельные пятна в них наблюдаются го-

раздо реже.Сатурн окружен кольцами,которые хорошо видны в телескоп в виде "ушек" по обе стороны диска планеты.Они были замечены ещё Гали­леем в 1610 году.Кольца Сатурна - одно из самы удивительных и инте­ресных образований в Соннечной системе.Плоская система колец опоясы­вает планету вокруг экватора и нигде не соприкасается с поверх­ностью.В кольцах разделяются три основные концентрические зоны,разг­раниченные узкими щелями: внешнее кольцо А,среднее В (наиболее яр­кое),внутреннее кольцо С,довольно прозрачное,"креповое",внутренний край его не резкий.Наиболее близкие к планете слаборазличимые части внутреннего кольца обозначаются символом D.Обнаружено также сушщест­вование практически прозрачного самого внешнего кольца D'.

.Сквозь все кольца Сатурно просвечивают звёзды.Кольца вращаются

вокруг Сатурна,причём скорость движения внутренних частей больше,чем наружных.Кольца Сатурна не сплошные,а представляют собой плоскую сис­тему из бесконечного количества мелких спутников планеты.Плоскость колец практически совпадает с плоскостью экватора Сатурна и имеет постоянный наклон к плоскости орбиты,равный приблизительно 27 5о 0.В за­висимости от положений планеты на орбите мы аидим кольца то с од­ной,то с другой стороны.Полный цикл изменения их вида завершается в течение 29,5 лет- таков период обращения Сатурна вокруг Солнца.Время

от времени кольца на короткий срок перестают быть видимыми в телеско­пы средних размеров.Это происходит когда плоскость колец проходит точно через Солнце и боловая поверхность оказывается лишенной яркого освещения,либо когда кольца бывают обращены к наблюдателю "ребром" и выглядят как черезвычайно тонкая полоска,видимая только в крупнейшие телескопы.Толщина колец,по современным данным,около 3,5 км.Она очень мала по сравнению с их диаметром,который по наружному краю кольца А составляет 275 тыс.км.Размеры частиц не определены окончательно.Ради­оастронометрические наблюдения свидейтельствуют о наличии в кольцах множества частиц размером не менее нескольких сантиметров.Не исключе­на возможность присутствия в кольцах Сатурна ещё более крупных час­тиц,так же как и пыли.

.Инфракрасные спектры колец Сатурна напоминают спектры водяного

инея.Однако в других частях спектра познее была обнаружена особен­ность, не характерная для чистого льда.Кроме колец,у Сатурна известно

10 спутников.Это 1Мимас 0, 1 Энцелад, Тефия, Диона, Рея, Титан, Гиперион, 1Япет, Феба, Янус 0.Поседний - самый близкий к Сатурну,движется настоль­ко близко к поверхности планеты,что обнаружить его удалось только

при затмнений колец Сатурна,создающих вместе с планетой яркий ореол в поле зрения телескопа.Самый большой спутник Сатурна - Титан - один из величайших спутников в Солнечной системе по размеру и массе.Его диа­метр приблизительно такой же,как диаметр Ганимеда.Титан окружен ат­мосферой,состоящей из метана и водорода.В ней движутся непрозрачные облака.Все спутники Сатурна,кроме Фебы,обращаются в прямом направле­нии.Феба движется по орбите с довольно большим эксцентриситетом в об­ратном направлении.

1.Уран 0 - седьмая по порядку от Солнца планета Солнечной системы.По диаметру он почит вчетверо больше Земли.Очень далёк от Солнца и осве-

щён сравнительно слабо.Уран был открыт английским учёным В.Гершелем в 1781 г.Какие-либо детали на поверхности Урана различить не удаётся из-за малых угловых размеров планеты в поле зрения телескопа.Это зат­рудняет его исследования,в том числе и изучение закономерностей вра­щения.По-видимому,Уран (в отличие от всех других планет) вращается вокруг своей оси как бы лёжа на боку.Такой наклон экватора создаёт необычные условия освещения:на полюсах в определённый сезон солнечные лучи падают почти отвесно,а полярный день и полярная ночь охватывают (попеременно) всю поверхность планеты,кроме узкой полосы вдоль эква­тора.Так как Уран обращается по орбите вокруг Солнца за 84 года,то полярный день на полюсах продолжается 42 года,затем сменяется поляр­ной ночью такой же продолжительности.Лишь в экваториальном поясе Ура­на Солнце регулярно восходит и заходит с периодичностью равномерного осевого вращения планеты.Даже в тех участках,гда Солнце расположено в

зените,температура на Уране (точнее на видимой поверхности облаков) составляет около -215 5о 0С.В таких условиях некоторые газы замерзают.В составе атмосферы Урана по спектроскопическим наблюдениям найдены во­дород и небольшая примесь метана.В относительно большом количестве есть,по косвенным признакам,гелий.Как и другие планеты-гиганты,Уран имеет такой состав,вероятно,почти до самого центра.Однако средняя плотность Урана (1,58г/см 53 0) несколько больше,чем плотность Сатурна и Юпитера,хотя вещество в недрах этих гигантов сжато гораздо силь­нее,чем на Уране.Такую плотность Урана можно объяснит предположением

о повышенном содержани гелия или существованием в недрах Урана ядра из тяжелых элементов.

.Одной необычной особенностью Урана является открытая в 1977г. сис-

тема опоясывающих колец.Они состоят из множества отдельных непрозрач­ных и,по-видимому,очень тёмных частиц.В отличие от колец Сатурна кольца Урана - узкие,как бы "ниточные" образования.Они не видны в от­раженном свете и обнаруживаются только по сильному ослаблению блеска звёзд,оказавшихся для земного наблюдателя позади колец при орбиталь­ном движении планеты.Удалённость колец от центра Урана составляет от 1,6 до 1,85 радиуса планеты.

.Спутники Урана - 1 Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберлон 0 вра-

щаются ао орбитам,плоскости которых практически совпадают между со­бой.Вся система в целом отличается необычайным наклоном - её плос­кость почти перпендикулярна к средней плоскости всех планетных орбит.

1.Нептун 0 - восьмяа по счёту планета Солнечной системы.Нептун был открыт необычным образом.Было замечено,что Уран движется не совсем так,как ему погагается двигатся под действием притяжения Солнца и из­вестных в то время планет.Тогда заподозрили существование ещё одной массивной планеты и попытались предвычислить её положение на небе.Эту черезвысайно сложную задачу независимо друг от друга успешно решили английский астроном Дж.Адамс и француз У.Леверье.Получив данные Ле­верье,ассистент Берлинской абсерватории И.Галле 23 сентября 1846 г.обнаружил планету.Открытие Нептуна имело величайшее значение прежде всего потому ,что оно послужило блестящим подтверждение закона все­мирного тяготения,положенного в основу расчётов.Средняя удалённость Нептуна от Солнца 30,1 а.е.,период вращения по орбите - 164 года и

288 дней.Таким образом,с момента открытия Нептун даже не совершил полного оборота по своей орбите.Видимый угловой диаметр Нептуна сос­тавляет около 2".При измерении столь малого диаметра угломерными приспособлениями с поверхности Земли относительная ошибка очень вели­ка.Уточнить диаметр Нептуна удалось 7 апреля 1967 г.,когда планета в своём движении на фоне звёздного неба заслонила одну из далёких звёзд.По результатам наблюдений с нескольких астрономических абсерва­торий экваториальный диаметр Нептуна составляет 50 200 км.Новые све­дения о диаметре позволили уточнить величину средней плотности Непту-

на: она оказалась равной 2,30 г/см 53 0.Такие характеристики типичны для планет-гигантов,состоящих главным образом из водорода и гелия с при­месью соединений других химических элементов.В центре Нептуна,соглас-

но расчётам,имеется тяжёлое ядро из селикатов,металлов и других эле­ментов,входящих в состав земной группы.Изучение характера ослабления блеска звезды при её затмнениии атмосферой Нептуна дало много допол­нительной информации.В частности,был найден средний молекулярный вес надоблачных слоёв атмосферы Нептуна.Он соответствует молекулярному водороду с небольшой примесью метана.Детали на поверхности Нептуна различить очень трудно.Поэтому параметры суточного вращения - положе­ние оси,направление и период вращения - определить из наземных наблю­дений очень сложно.

.У нептуна всего два спутника.Первый 1 Тритон 0,открытый в 1846 г. ,че-

рез две недели после открытия самого Нептуна.По размерам и массе он больше Луны.Имеет обратное направление орбитального движения.Второй спутник - 1 Нереида 0 - очень небольшой,обладает сильно вытянутой орби­той.Расстояние от спутника до планеты меняется в пределах от 1,5 до

9,6 млн.км.Направление орбитального движения - прямое.

1Часть 4:Плутон

1.Плутон 0 был открыт Клайдосом Томбо (США) в 1930 г. Из 9 известных больших планет Солнечной системы Плутон наиболее удалён от Солн­ца.Среднее расстояние планеты до Солнца составляет 39,5 а.е.Плутон выглядит как точечный объект 15 5-ой 0 звёздной величины,т.е. примерно в 4 тыс. раз слабее тех звёзд,которые находятся на пределе видимости

невоорудённым глазом.Плутон очень медленно,за 247,7 года,совершает оборот по орбите,которая имеет необычно большой наклон (17 5о 0) к плос­кости эклиптики, и вытянута настолько,что в перигелии Плутон подходит

к Солнцу на более короткое расстояние,чем Нептун.Из-зи огромной уда­лённости от Солнца и слабой освещённости изучать Плутон очень слож­но.Непосредственные измерения углового диаметра Плутона на 5-метровом телескопе дали результат 0,23".Астрономы пытались измерить диаметр Плутона более точными методами - по затмнению им звезды,как это было сделано для Нептуна.Однако Плутон,проходя мимо звезды на расстоянии 0,1",не заслонил её,и затмнения не произошло.Из этого был сделан вы­вод,что угловой диаметр Плутона не менее 0,2".Таким образом,в перес­чёте на единицы длины диаметр Плутона не менее 6 800 км.Если же диа­метр Плутона вычислить по его абсолютному блеску,то получается приб­лизительно 3 тыс. км.Поверхность Плутона,нагреваемая Солнцем до минус 220 5о 0С,даже в наименее холодных полуденных участках,покрыта,по-видимо­му,снегом из замёрзшего метана.Атмосфера планеты разряженная и состо-

ит из газообразного метана с возможной примесью инертных газов.Блеск Плутона меняется с периодом вращения 6 сут. 9ч. В 1978 г.выясни­лось,что эта периодичность соответствует орбитальному движению спут­ника Плутона,обнаруженного американскими астрономами.Спутник Плутона относительно яркий,но расположен настолько близко к планете,что его изображение на фотоснимках сливается с изображением Плутона,лишь слегка выступая то с одной,то с другой стороны.Из периода обращения и расстояния между центрами вычислили массу системы "Плутон-спут­ник".Масса оказалась неожиданно малой:1,7% массы Земли.Почти вся она сосредоточена в Плутоне,т.к. диаметр спутника,судя по блеску,мал по сравнению с диаметром планеты.В таком случае средняя плотность Плуто­

на составляет приблизительно 0,7 г/см 53 0,если принять его диаметр рав­ным 3 тыс. км.Такая малая плотность означает,что Плутон состоит преи­мущественно из летучих химических элементов и соединений,т.е.примерно такой же состав,как планеты-гиганты и их спутники.

.У планеты Плутон также удалось обнаружить в 1978 г. спутник.Это

открытие имеет очень большое значение,во-первых,потому что даёт воз­можность более точно вычислить массу планеты по данным о периоде об­ращения спутника и,во-вторых,в связи с дискуссией о том,не является

ли сам Плутон "потерявшимся" спутником Нептуна.

Литература:

2Энцеклопедический 0 словарь юного астронома,М.:Педагогика,1980 г. Астрономия:Учеб.для 11 кл.сред.шк., М:Провсещение,1990 г.

Клушанцев П.В. 2" 0Одиноки ли мы во вселенной? 2" 0:Дет.лит.,1981г. Эврика-89 ,М:Мол.гвардия,1991 г.

Поиски жизни в Солнечной системе:Пер.с англ. М.:Мир,1988 г.

Происхождение и развитие солнечной системы

Концепции современного естествознания

Послание Архангела Адоная

Кометы Космическая опасность

Земля как планета солнечной системы. Проблемы целостного освоения Земли

Билеты по астрономии, 11 класс

Кометы

Материя и ее состояние во вселенной

Тайны Красной планеты

Планеты солнечной системы

Планета Юпитер

Кометы

Планеты-гиганты

Солнечная система. Происхождение солнечной системы

Плутон-планета или астероид?

Экзопланеты: история открытия и современные достижения

Особенности формирования научного мировоззрения учащихся при изучении эволюции Земли в рамках дисциплин естественно-научного цикла

Большой взрыв