Дмитрий Брашнов - Удивительная астрономия

• Название: Удивительная астрономия
• Автор: Дмитрий Брашнов
• Жанр: Прочая научная литература

Книга посвящена чрезвычайно увлекательному предмету, который, к сожалению, с недавних пор исключен из школьной программы, – астрономии. Читатель получит представление о природе Вселенной, о звездных и планетных системах, о ледяных карликах и огненных гигантах, о туманностях, звездной пыли и других удивительных объектах, узнает множество интереснейших фактов и, возможно, научится мыслить космическими масштабами. Книга адресована всем, кто любит ясной ночью разглядывать звездное небо.

---

Название «транснептуновые» означает, что эти объекты движутся главным образом за орбитой планеты Нептун. Ледяные карлики тоже разделяются на несколько групп в зависимости от своей удаленности от Солнца. Две главные из этих групп – облако Оорта и пояс Койпера.

Облако Оорта, словно гигантская скорлупа, окружает всю Солнечную систему. Это колоссальное скопление ледяных тел, число которых трудно оценить даже приблизительно. Холодные обитатели облака представляют собой в основном кометные ядра . Больше всего кометных ядер сосредоточено на расстоянии 6 триллионов километров от центра Солнечной системы. Периодически некоторые из этих ядер приближаются к нашей звезде и тогда под действием солнечного излучения начинают испаряться, распуская пышный «хвост». Люди в таких случаях говорят, что на небе появилась новая комета . Затем кометное ядро поворачивает в сторону своего облака-«дома», утрачивая хвост и вновь превращаясь в несимпатичную ледяную глыбу.

Ученые в шутку называют облако Оорта «кометным банком»: здесь, словно в надежном банковском сейфе, хранится запас комет. Однако наряду с кометными ядрами в облаке могут встречаться и другие поразительные обитатели. Например, ледяные карлики, которых ученые ожидают встретить здесь в количестве не менее двух тысяч. Пока же известен только один ледяной карлик в облаке Оорта, который изредка выбивается оттуда и в такие моменты приближается к орбите Плутона.

Речь идет о Седне, малой планете с сильно вытянутой орбитой. Поперечник этого загадочного тела, скованного красноватым льдом, достигает величины 1400 км. Спутников Седна лишена, но они ей и не особенно нужны, если учесть, что на ее небе луна все равно не светилась бы – ведь ледяной карлик обречен на вечный бег в космическом мраке, куда почти не проникают солнечные лучи.

Даже в моменты максимального сближения с Солнцем планета удалена от нашего светила на 76 астрономических единиц, то есть на 11,4 млрд км. При максимальном удалении планета оказывается на расстоянии 139 млрд км от центра Солнечной системы. Людям мало что известно об этом обитателе галактического «зверинца». Действительно ли Седна «проживает» в облаке Оорта? Отчего лед на ее поверхности цвета крови? Это загадки. Пока лишь достоверно известно, что один год на Седне (то есть ее полный оборот вокруг Солнца) длится 12 050 земных лет.

Гораздо ближе к Земле пояс Койпера. Это скопление ледяных карликов протянулось, начиная с отметки 5 млрд км от Солнца и заканчивая отметкой 7,5 млрд км. Внутри этого широкого кольца проходят орбиты множества малых планет, из которых найдется примерно полсотни довольно крупных тел, равных земной Луне или даже превосходящих ее.

Одним из самых массивных обитателей пояса является Плутон. Он же является самым первым из открытых астрономами ледяных карликов. Впрочем, когда американский астроном Клайд Томбо впервые обнаружил Плутон в 1930 году, то научное сообщество согласилось, что перед ними новая, девятая по счету планета Солнечной системы. Исправлять ошибку, как уже говорилось, пришлось в 2006 году, когда накопилось достаточно новых данных о ледяных карликах.

В числе этих данных были ошеломляющие результаты измерений ледяного карлика, получившего название Эрида. Открытая в 2003 году, на сегодняшний день она считается крупнейшей и самой массивной из всех малых планет. Ее диаметр составляет 2326 км, тогда как Плутон, например, достигает в поперечнике 2322 км. Впрочем, эти измерения не слишком точны. Однако вычисления массы были проведены с большей точностью, в результате чего астрономы установили, что Эрида весит в 1,27 раза больше Плутона, достигая 16,7 квинтиллиона (16,7×1018) тонн (0,0028 массы Земли).

По природным условиям на поверхности Эрида сильно напоминает Плутон или Тритон (спутник Нептуна). Это очень холодный ледяной карлик, на котором стоят морозы порядка 240 °C ниже нуля. При такой низкой температуре большинство газов замерзает, потому-то равнины и скалы Эриды покрыты толстым слоем белоснежного метанового снега. Снега настолько много и он столь чист, что даже при слабом солнечном освещении ярко сияет.

Ледяной карлик Эрида

Если бы мы пролетали над белыми долинами Эриды, то временами наблюдали бы, как похожие на рыхлый творог снеговые поля сменяются сероватыми ледяными торосами, сложенными замерзшими этаном и этиленом. Время от времени снег и лед испаряются, отчего вокруг Эриды формируется слабая атмосфера, которая потом улетучивается. Мы сейчас живем в эпоху, когда процесс формирования здешней атмосферы наблюдается на его ранней стадии. Завершится этот процесс появлением у карлика более или менее толстой газовой оболочки не ранее середины XXIII века.

...

Географы и астрономы считают атмосферой лишь плотную газовую оболочку планеты. Но физики нередко называют так любое, даже совсем крохотное скопление газов вокруг космического тела. Такие слабенькие атмосферы имеются у Меркурия и многих планетных спутников. Похоже, что карликовые планеты (или по крайней мере некоторые из них) тоже обладают слабой атмосферой, то есть скоплением у поверхности сильно разреженных газов.

Эрида кое-чем напоминает нашу родную планету. Во-первых, ее сутки длятся 25 часов 55 минут, то есть по длительности они почти равны земным (24 часа). Во-вторых, у ледяного карлика имеется естественный спутник, открытый в 2005 году. Это крохотный астероид, находящийся на расстоянии 37 000 км от Эриды и совершающий полный оборот вокруг нее за 16 земных суток. Спутник назвали Дисномией, поскольку в древнегреческой мифологии Эрида – богиня раздора, а Дисномия – ее дочь, богиня беззакония.

Некоторые астрономы предлагали выделять в особый класс небесных тел Плутон и подобные ему по размерам небесные объекты, слишком большие для малых планет. Такие тела, как мы уже знаем, назвали «карликовыми планетами»: они отличаются от астероидов и ледяных карликов более округлой формой, так что их нетрудно перепутать с настоящими планетами. Плутон считался настоящей планетой свыше 70 лет. Поэтому неудивительно, что при будущем открытии ледяных карликов в других планетных системах астрономы будут ошибочно принимать карликовые планеты за большие (настоящие).

Таким образом, сегодня в астрономии карликовые планеты и малые планеты – это совершенно различные классы объектов.

Сейчас астрономам известны пять карликовых планет, из которых лишь одна находится в Поясе астероидов, а остальные являются ТНО. Очевидно, что если искать другие карликовые планеты в Солнечной системе, то ими тоже окажутся транснептуновые объекты.

Карликовой планетой из Пояса астероидов признается планетоид Церера, которая оказалась первой из открытых учеными карликовых планет. Ее обнаружил в 1801 году итальянский астроном Джузеппе Пьяцци, который назвал небесное тело в честь древнеримской богини плодородия, считавшейся покровительницей его родной Италии. Два столетия объект относился к астероидам, поскольку находится между орбитами Марса и Юпитера, на расстоянии 2,8 астрономической единицы от Солнца.

Современные исследования показывают, что астероиды – это уродливые, неправильной формы глыбы, тогда как Церера достаточно велика, чтобы поддерживать форму, близкую к шарообразной. Планета напоминает окаменевшее яйцо, достигающее в длину 975 километров. При таких размерах масса Цереры весьма невелика, она составляет лишь 1,3 % массы Луны. Соответственно, и сила притяжения на поверхности карликовой планеты ничтожна. Когда здесь высадятся космонавты, они почувствуют себя в 36 раз легче, чем на Земле.

Карликовые планеты и транснептуновые объекты являются одними из самых загадочных тел в Галактике по причине своих малых размеров. За этими объектами трудно следить, они почти не поддаются изучению. Помимо ничтожных размеров, есть и другая причина, по которой ученым сложно изучить мир малых планет. Эта причина – расстояние и причудливая орбита. Большие планеты по отношению друг к другу расположены кучно, их орбиты имеют почти круглую форму и лежат в одной плоскости. Орбиты малых и карликовых планет имеют форму овала (эллипса) и порой наклонены к плоскости больших планет.

Но даже если ученым удастся преодолеть это препятствие и вычислить идеально точный маршрут для автоматической станции, потребуется немалый срок, чтобы добраться до какого-нибудь из этих объектов. Большинство малых и карликовых планет удалены от нас на чудовищное расстояние. Например:

– до Цереры (расстояние 413,7 млн км) лететь 10 месяцев;

– до Плутона (5906,4 млн км) – 10 лет;

– до Эриды (10,2 млрд км) – примерно 20 лет.

Таблица 1

Некоторые малые и карликовые планеты Солнечной системы

Карликовые и малые планеты за пределами Солнечной системы и вовсе неизвестны. Каковы они там? Удобны ли они для колонизации? Пригодны ли для жизни? На эти вопросы наука пока не знает ответа, потому что легче всего обнаружить и исследовать исполинские экзопланеты.