В 1983—1984 гг. со станций «Венера-15
и «Венера-1б» проводились радиолокационные
исследования, позволившие создать карту
и атлас поверхности планеты (размеры
деталей поверхности 1—2 км). Новый шаг
в исследовании поверхности Венеры связан
с применением более совершенной радиолокационной
системы, установленной на борту американской
АМС «Магеллан». Этот космический аппарат
достиг окрестности Венеры в августе 1990
г. и вышел на вытянутую эллиптическую
орбиту. Регулярная съемка проводится
с сентября 1990 г. На Землю передаются отчетливые
изображения, на некоторых из них хорошо
различимы детали размером до 120 м. К маю
1993 г. съемкой было охвачено почти 98% поверхности
планеты. Планируется за вершить эксперимент,
включающий не только фотографирование
Венеры, но и проведение других исследований
(гравитационного поля, атмосферы и др.)
в 1995 г.
Изобилует кратерами и поверхность
Марса. Особенно много их в южном полушарии
планеты. Темные области, занимающие значительную
часть поверхности планеты, получили название
морей (Эллада, Аргир и др.). диаметры некоторых
морей превышают 2000 км. Возвышенности,
напоминающие земные континенты, представляющие
собой светлые поля оранжево-красного
цвета, названы материками (Фарсида, Элисиум).
Как и на Венере, здесь есть огромные вулканические
конусы. Высота наибольшего из них (Олимпа)
превышает 25 км, диаметр кратера 90 км. диаметр
основания этой гигантской конусообразной
горы более 500 км.
О том, что миллионы лет назад
на Марсе происходили мощные вулканические
извержения и смещались поверхностные
пласты, свидетельствуют остатки лавовых
потоков, огромные разломы поверхности
(один из них — Маринер — тянется на 4000
км), многочисленные ущелья и каньоны.
Возможно, что именно некоторые из этих
образований (например, цепочки кратеров
или протяженные ущелья) исследователи
Марса еще 100 лет назад приняли за «каналы»,
существование которых впоследствии долгое
время пытались объяснить деятельностью
разумных обитателей Марса.
4.3. Характеристика
планет-гигантов.
Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун
представляют юпитерову группу планет,
или группу планет-гигантов, хотя их большие
диаметры не единственная черта, отличающая
эти планеты от планет земной группы.
Планеты-гиганты очень быстро
вращаются вокруг своих осей; менее 10 ч
требуется огромному Юпитеру, чтобы совершить
один оборот. Причем экваториальные зоны
планет-гигантов вращаются быстрее, чем
полярные, т. е. там, где максимальны линейные
скорости точек в их движении вокруг оси,
максимальны и угловые скорости. Результат
быстрого вращения - большое сжатие планет-гигантов
(заметное при визуальных наблюдениях).
Разность экваториального и полярного
радиусов Земли составляет 21 км, а у Юпитера
она равна 4400 км.
Планеты-гиганты находятся
далеко от Солнца, и независимо от характера
смены времен года на них всегда господствуют
низкие температуры. На Юпитере вообще
нет смены времен года, поскольку ось этой
планеты почти перпендикулярна к плоскости
ее орбиты. Своеобразно происходит смена
времен года и на планете Уран, так как
ось этой планеты наклонена к плоскости
орбиты под углом 8°.
Планеты-гиганты отличаются
большим числом спутников; у Юпитера к
середине 2001 года их обнаружено уже 28,
Сатурна - 30, Урана - 21 и только у Нептуна
- 8. Замечательная особенность планет-гигантов
- кольца, которые открыты не только у Сатурна,
но и у Юпитера, Урана и Нептуна.
Важнейшая особенность строения
планет-гигантов заключается в том, что
эти планеты не имеют твердых поверхностей.
Такое представление хорошо согласуется
с малыми средними плотностями планет-гигантов,
их химическим составом (они состоят в
основном из легких элементов - водорода
и гелия), быстрым зональным вращением
и некоторыми другими данными. Следовательно,
все, что удается рассмотреть на Юпитере
и Сатурне (на более далеких планетах детали
вообще не видны), происходит в протяженных
атмосферах этих планет. На Юпитере даже
в небольшие телескопы заметны полосы,
вытянутые вдоль экватора. В верхних слоях
водородно-гелиевой атмосферы Юпитера
в виде примесей встречаются химические
соединения (например, метан и аммиак),
углеводороды (этан, ацетилен), а также
различные соединения (в том числе содержащие
фосфор и серу), окрашивающие детали атмосферы
в красно-коричневые и желтые цвета. Таким
образом, по своему химическому составу
планеты-гиганты резко отличаются от планет
земной группы. Это отличие связано с процессом
образования планетной системы.
На фотографиях, переданных
с борта американских АМС «Пионер» и «Вояджер»,
отчетливо видно, что газ в атмосфере Юпитера
участвует в сложном движении, которое
сопровождается образованием и распадом
вихрей. Предполагается, что наблюдаемое
на Юпитере около 300 лет Большое Красное
Пятно (овал с полуосями 15 и 5 тыс. км) тоже
представляет собой огромный и очень устойчивый
вихрь. Потоки движущегося газа и устойчивые
пятна видны и на снимках Сатурна, переданных
автоматическими межпланетными станциями.
«Вояджер-2» дал возможность
рассмотреть и детали атмосферы Нептуна.
Вещество, находящееся под облачным
слоем планет-гигантов, недоступно непосредственному
наблюдению. О его свойствах можно судить
по некоторым дополнительным данным. Например,
предполагают, что в недрах планет-гигантов
вещество должно иметь высокую температуру.
Как же такой вывод был сделан? Во-первых,
зная расстояние Юпитера от Солнца, вычислили
количество теплоты, которое Юпитер от
него получает. Во-вторых, определили отражательную
способность атмосферы, что позволило
узнать, сколько солнечной энергии планета
отражает в космическое пространство.
Наконец, вычислили температуру, которую
должна иметь планета, находящаяся на
известном расстоянии от Солнца. Она оказалась
близкой к -160 С. Но температуру планеты
можно определить и непосредственно, исследуя
ее инфракрасное излучение с помощью наземной
аппаратуры или приборов, установленных
на борту АМС. Такие измерения показали,
что температура Юпитера близка к -130 С,
т. е. выше расчетной. Следовательно, Юпитер
излучает энергии почти в 2 раза больше,
чем получает от Солнца. Это и позволило
сделать вывод о том, что планета обладает
собственным источником энергии.
Совокупность всех имеющихся
сведений о планетах-гигантах дает возможность
построить модели внутреннего строения
этих небесных тел, т. е. рассчитать, каковы
плотность, давление и температура в их
недрах. Например, температура вблизи
центра Юпитера достигает нескольких
десятков тысяч Кельвинов.
В отличие от планет земной
группы, обладающих корой, мантией и ядром,
на Юпитере газообразный водород, входящий
в состав атмосферы, переходит в жидкую,
а затем и в твердую (металлическую) фазу.
Появление таких необычных агрегатных
состояний водорода (в последнем случае
он становится проводником электричества),
связано с резким увеличением давления
по мере погружения в глубину. Так, на глубине,
несколько большей 0.9 радиуса планеты,
давление достигает 40 млн. атмосфер.
Возможно, что с быстрым вращением
проводящего ток вещества, находящегося
в центральных областях планет-гигантов,
связано существование значительных магнитных
полей этих планет. Особенно велико магнитное
поле Юпитера. Оно во много раз превосходит
магнитное поле Земли, причем полярность
его обратна земной (у Земли вблизи северного
географического полюса расположен южный
магнитный). Магнитное поле планеты улавливает
летящие от Солнца заряженные частицы
(ионы, протоны, электроны и др.), которые
образуют вокруг планеты пояса частиц
высоких энергий, называемые радиационными
поясами. Такие пояса из всех планет земной
группы есть только у нашей планеты. Радиационный
пояс Юпитера простирается на расстояние
до 2,5 млн. км. Он в десятки тысяч раз интенсивнее
земного. Электрически заряженные частицы,
движущиеся в радиационном поясе Юпитера,
излучают радиоволны в диапазоне дециметровых
и декаметровых волн. Как и на Земле, на
Юпитере наблюдаются полярные сияния,
связанные с прорывом заряженных частиц
из радиационных поясов в атмосферу, а
также мощные электрические разряды в
атмосфере (грозы).
Заключение.
Вот уже два века проблема происхождения
Солнечной системы волнует выдающихся
мыслителей нашей планеты. Этой проблемой
занимались, начиная от философа Канта
и математика Лапласа, плеяда астрономов
и физиков XIX и XX столетий.
Об истории возникновения Солнечной
системы, происхождении звезд, Солнца
и Земли с давних времен создавалось много
учений, и во многих из них содержалось
определенное рациональное зерно — доля
истины, объяснявшая какую-либо особенность
космогенеза.
И все же мы до
сих пор довольно далеки от
решения этой проблемы. Но за
последние три десятилетия прояснился
вопрос о путях эволюции звезд.
И хотя детали рождения звезды
из газово-пылевой туманности
еще далеко не ясны, мы теперь
четко представляем, что с ней
происходит на протяжении миллиардов
лет дальнейшей эволюции.
Проблема происхождения Солнечной
системы — одна из древнейших и сложнейших
— занимала не одно поколение ученых.
На пути ее раскрытия достигнуты внушительные
успехи, особенно в части накопления информации
о физических параметрах тел Солнечной
системы. Известными из истории науки
мыслителями указано немало логических
троп к ее решению.
Солнечная система является
нашим ближайшим космическим окружением,
поэтому ее изучение представляет первостепенный
научный и практический интерес. За несколько
космических десятилетий в исследованиях
Солнечной системы достигнут громадный
прогресс, и лавина открытий продолжает
нарастать. Телевизионная и радиолокационная
съемка планет и их спутников, наблюдения
особенностей поверхностей и атмосфер
в различных диапазонах длин волн, изучение
свойств околопланетного пространства,
исследования комет, астероидов и метеорного
вещества дали богатейший экспериментальный
материал и способствовали пересмотру
многих существовавших теоретических
представлений и подходов. На новую основу
поставлена разработка значительно более
совершенных моделей, в том числе с использованием
современных мощных вычислительных средств.
Открылись новые возможности в изучении
всего семейства планет, исходя из концепции
сравнительной планетологии, что имеет
важнейшее значение для понимания природы
Земли.
Солнце до сих пор остается
единственной известной науке звездой,
на одной из планет которой существует
жизнь. Поэтому чрезвычайно интересно
исследовать механизм возникновения Солнечной
системы. Может оказаться, что планеты
образуются, как правило, при рождении
какой-нибудь звезды. В этом случае заметно
увеличилась бы вероятность обнаружить
жизнь еще где-нибудь во Вселенной. Такая
возможность представляет большой интерес,
причем не только с научной точки зрения.
Решение этого вопроса позволило
бы разрешить многие иные глобальные проблемы
космического масштаба, и не только космического.
Процесс образования Солнечной системы
нельзя считать досконально изученным,
а предложенные гипотезы — совершенными.
Например, в современной гипотезе не учитывалось
влияние электромагнитного взаимодействия
при формировании планет. Выяснение этого
и других вопросов — дело будущего.
Список использованной
литературы.
1. Хорошавина С.Г. Концепции
современного естествознания. Курс лекций
— Ростов-на-Дону, 2006.
2. Горелов А.А. Концепции
современного естествознания. Хрестоматия
для студентов гуманитарных вузов.
– М., 2004.
3. Карпенков С.Х. Концепции современного
естествознания. Учебник для вузов. –
М., 2005.
4. Концепции современного
естествознания /Ред. Лавриненко В.Н.,
Ратников В.П. – М., 2005.
5. Бронштэн В. А. Планеты и их
наблюдения. М., 2004.
6. Камаскелла В., Радзини Дж.
Вселенная: Солнечная система, звезды,
созвездия, галактики. М., 2006.
7. Келдыш М. В., Маров М. Я. Космические
исследования. М., 2001.
8. Ксанфомалити Л. В. Планеты,
открытые заново. М., 2008.
9. Маров М. Я. Планеты Солнечной
системы. М., 2003.
10. Третьяков Ю. М. Происхождение
и структура Солнечной системы.
М., 2008.
11. Маров М. Я. Планеты Солнечной
системы. М., 2003
12. Миессеров К.Г. Новый взгляд
на образование Солнечной системы и эволюцию
Вселенной. М.: Изд-во «Машиностроение»,1993.
13. Левин Б.С. Происхождение Земли
и планет. М. 1964.