WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 27 |

«СБОРНИК ЛУЧШИХ РЕФЕРАТОВ БАО-ПРЕСС РИПОЛ КЛАССИК Москва 2004 ББК 74.202.5 С54 С54 Сборник лучших рефератов / Э. В. Велик, Т.И. Водолазская, О.В. Завязкнн, М П. Ильяшенко, А.А. Ильяшенко, С.А. ...»

-- [ Страница 9 ] --

небо представлялось твердым куполом, опирающимся на поверхность земли и разделявшим «нижние воды» (океанические воды, омывающие земной остров) и «верхние воды» (осадочные явления). К куполу крепились свети Становление системы мира ла, а над небом было обиталище богов. Восход солнца происходил чгрез восточные ворота, а закат — через западные, ночью же светило двигалось под землей. Древние египтяне считали, что Вселенная выглядит как большая долина, вытянутая с севера на юг, а в ее центре расположен Египет. Небо в виде железной крыши с прикрепленными к ней звездами держалось на столбах. В Древнем Китае считали, что Земля имеет форму плоского прямоугольника, над которым на столбах лежит круглое выпуклое небо. Из-за согнутого разъяренным драконом центрального столба Земля накренилась к востоку и все китайские реки потекли, соответственно, к востоку, а небо накренилось на запад, отчего все небесные тела стали двигаться с востока на запад. « В IV в. до н. э. мыслителями греческих колоний Малой Азии (Ионии), Южной Италии и Сицилии были сделаны первые попытки разрушить мифы об устройстве Земли и небесных тел, найти истинные причины возникновения природных явлений и дать им верное толкование. Выдающиеся мыслители Гераклит Эфесский, Евдокс Книдский, Пифагор Самосский и др. думали над этими проблемами. Были высказаны первые предположения, что Земля имеет форму шара, что в центральной части модели мира помещается Земля, вокруг нее вращаются сферы Луны, Солнца, Венеры, Меркурия и других планет Солнечной системы, а дальше всех находится сфера неподвижных звезд. Было также выдвинуто предположение, что каждая планета имеет несколько сфер, связанных друг с другом, одна из них совершает один оборот в сутки вокруг оси небесной сферы по направлению с востока на запад, другая обращается в обратную сторону с периодом времени, равным периоду обращения планеты (таким образом объяснялось движение планеты вдоль эклиптики). Платон первым задался целью построить геометрическую модель мира, в центре которой располагалась Земля. Его ученик, Аристотель, преуспел в своих взглядах на мир, его идеи оставались основными в физике и астрономии в течение почти двух тысячелетий. Аристотель признавал построение системы мира в виде концентрических сфер, на которых расположены планеты и которые вращаются вокруг Земли. Он также предположил существование пяти элементов, четыре из них — стихии земли, воды, воздуха и огня, из смешения которых состоят все тела на Земле. Пятый элемент состоит из вечной материи — эфира. По Аристотелю, вода и земля естественным образом движутся к недрам Земли, тогда как огонь и воздух движутся «вверх» к периферии и тем быстрее, чем ближе они к своему «естественному» месту. Поэтому в центре, то есть в недрах планеты, находится земля, над ней расположены вода, воздух и огонь. Аристотель считал, что Вселенная имеет границы, но движение ее бесконечно, так как она состоит из неуничтожимой материи, то есть эфира, из него состоят все небесные тела, для которых вечное круговое движение — естественно. «Зона эфира», по Аристотелю, начиналась в пределах Луны и простиралась вверх, а ниже Луны находится сам мир четырех элементов. Древний философ не признавал гипотез о движении планет, в том числе и Земли, вокруг Солнца. Здесь он выдвигал серьезный аргумент: если бы Земля двигалась в пространстве, то это движение сопровождалось бы регулярным видимым перемещением звезд на небе. Как известно, этот эффект, названный годичным параллактическим смещением звезд, был открыт лишь в середине XIX в. Современникам Аристотеля уже было известно, что Марс в противостоянии, а Венера во время попятного движения приобретают большую яркость, чем в другие моменты, хотя по теории сфер они всегда должны оставаться на одинаковом расстоянии от Земли. Именно это противоречие дало толчок для возникновения других представлений о строении мира. Так, Гераклитом Понтийским было выдвинуто предположение, что Земля вращается вокруг своей оси, с запада на восток, а орбиты Венеры и Меркурия являются окружностями, в центре которых находится Солнце. Отсюда вытекало, что Солнце и эти планеты обращаются вокруг Земли. Аристарх Самосский выдвигал еще более смелые взгляды, он предполагал, что неподвижные звезды и Солнце не меняют своего места в пространстве, это Земля движется по окружности вокруг Солнца. В дальнейшем, благодаря греческому ученому Гиппарху, астрономия стала развиваться как точная наука. Он первым ввел всесторонний математический анализ, заложив основы сферической астрономии и тригонометрии. Гиппарх также разработал теорию движения Солнца и Луны, а на ее основе — методы предвычисления затмений. Путем систематических астрономических наблюдений Гиппарх установил, что видимое движение Солнца и Луны неравномерно, и отсюда вывел, что светила движутся равномерно по круговым орбитам, однако центр круга смещен по отношению к центру Земли. Такие орбиты были названы эксцентрами. Кроме того, ученый составил таблицы, по которым можно было определить положение Солнца и Луны в любой день года. Клавдий Птолемей в своем сочинении «Альмагест» («Величайшее») придал теории эпициклических движений классическую форму. Он считал, что поскольку центр Вселенной — место, куда стремятся все имеющие вес тела, то там должна находиться и наша планета Земля. Он разработал метод расчета положения планет на любой заданный наперед момент времени. Кроме того, Птолемей оформил идею о равномерном движении небесных тел по окружностям. Так, каждая планета имеет свой эпицикл — малый круг, деферент — большой круг, по которому равномерно скользит центр эпицикла, при этом центр деферента смещен по отношению к центру Земли. Птолемей обобщил и развил взгляды древнегреческих философов на строение Вселенной, добавив в систему еще один элемент — эквант, благодаря чему планеты могли совершать уже неравномерное движение по кругу, но при условии существования некой точки (не обязательно находящейся на Земле), откуда бы это движение казалось равномерным. Путем последовательных приближений Птолемей получал будущее положение планет на небе с удивительной точностью. Интересно и то, что ученый учитывал, что в процессе своего движения планеты несколько отклоняются от эклиптики, поэтому для Марса, Юпитера и Сатурна он «наклонил» плоскости деферентов к эклиптике и плоскости эпициклов к плоскостям деферентов. Для Меркурия и Венеры он ввел колебания вверх и вниз с помощью небольших вертикальных кругов. Птолемей ввел 40 эпициклов для всех замеченных им особенностей в движении планет. Система мира Птолемея, в центре которой находится Земля, стала называться геоцентрической. Птолемей прибег к подобным усложнениям для того, чтобы объяснить наблюдаемое время от времени «обратное» движение планет, в результате чего они описывали на небе петлеобразные траектории. Это сегодня известно, что кажущийся лффект возникает, когда Земля «обгоняет» одну из планет, 192 Астрономия движущуюся по внешней (относительно Солнца) орбите, подобно тому как мы видим, обгоняя медленно движущийся автомобиль, что на фоне удаленных предметов он будто бы перемещается назад. В середине XIII в., после периода застоя и регресса, началось духовное возрождение Европы. Взгляды Аристотеля на устройство мира стали неотъемлемыми элементами христианской веры, а система Птолемея стала как бы дополнением к учению Аристотеля, помогающим проводить конкретные расчеты положения планет. По мере развития астрономии система Птолемея казалась все более громоздкой, а вместе с ней и вся схема Аристотеля, и вскоре они рухнули не только под собственной тяжестью, но и в результате научной революции, которой положил начало Николай Коперник. Гелиоцентрическая система Коперника была намного проще системы Птолемея. Земля вращается вокруг Солнца по орбите, не слишком отличающейся от окружности. Радиус этой окружности составляет около 150 млн км. Расстояние от Солнца до Сатурна — самой дальней из известных во времена Коперника планет — приблизительно в десять раз больше радиуса земной орбиты, и это расстояние совершенно верно определил Коперник. Размеры Солнечной системы — расстояние от Солнца до орбиты девятой планеты, Плутона, — еще почти в четыре раза больше и составляют приблизительно 6 млрд км. Так, благодаря Копернику мы узнали, что Солнце занимает надлежащее ему положение в центре планетной системы, а Земля является одной из рядовых планет, обращающихся вокруг Солнца. Так все стало на свои места. Строение Солнечной системы было наконец объяснено. Впоследствии самым большим сторонником теории Коперника стал Галилео Галилей, который больше известен как астроном, первым применивший телескоп для астрономических наблюдений. Труды Галилея во многом способствовали созданию теории механики и тяготения. Галилей, изначально не согласившийся с теорией Коперника, после вспышки на небе новой довольно яркой звезды публично признал, что она находится за пределами лунной сферы, что противоречило учению Аристотеля о неизменности небес. Позже, используя телескоп, Галилей, наблюдая планеты, обратил вниманиена то, что они представляют собой различимые светящиеся диски, а звезды и при самом большом увеличении остаются светящимися точками. Отсюда выходило, что звезды находятся гораздо дальше от Земли, чем планеты. Коперник представил нам схему Солнечной системы, но никак не модель Вселенной. О расположении дальних звезд он не высказывал определенного мнения, только предположил, что расстояние до них во множество раз превосходит размеры планетных орбит. Подобно античным ученым, он представлял Вселенную замкнутым пространством, ограниченным сферой звезд. И сегодня, даже имея в арсенале сильнейшие телескопы, астрономы могут рассматривать звезды лишь как яркие светящиеся точки, о строении которых можно лишь строить догадки, основанные на наборе данных, полученных путем наблюдений: яркости, цвете, траектории движения И т. п. Для детального изучения в нашем распоряжении есть только одна звезда — Солнце. Древние мыслители и астрономы подозревали, что на небе существует множество звезд, невидимых глазу. Демокрит одним из первых высказал мысль, что белесоватая полоса, которую мы называем Млечным Путем, есть не что иное, как соединение света от множества звезд. Споры о строении Млечного Пути продолжались веками. Подтверждение в пользу догадки Демокрита пришло в 1610 г., когда 1глилей сообщил о первых открытиях, сделанных на небе с помсщью телескопа. Ещё до открытия Галилея Джордано Бруно была высказана совершенно неожиданная, по тем временам замечательно смелая мысль: наше Солнце — одна из звезд Вселенной. Из идеи Бруно в дальнейшем вытекала оценка расстояний до звёзд. Выяснилось, что Солнце — действительно ярчайшая и самая близкая к нашей планете звезда. Возник естественный вопрос: а на какое же расстояние нужно отодвинуть наше светило, чтобы оно выглядело, например, так, как Сириус? На этот вопрос ответил голландский астроном Гюйгенс (1629—1695). Он сравнил блеск этих двух лэбесных тел, я оказалось, что Сириус находится в сотни раз дальше от Земли, чем Солнце. То есть луч света, пролетающий ъъ. 1 с 300 тыс. км, затрачивает на путь от Сириуса до нас несколько лет, а точнее, несколько световых лет. По современным данным, расстояние до Сириуса составляет 8,7 световых лет, п эитом, что расстояние от Солнца до Земли равняется всего 8 световым минутам. Гениальная идея Бруно и основанный на ней расчет Гюйгенса стали решительным шагом к раскрытию тайн Вселенной. Благодаря этому границы наших знаний о мире сильно раздвинулись, вышли за пределы Солнечной системы, достигли звёзд и включили в себя и Галактику. В 20-е годы XX столетия новые крупныг телескопы позволили астрономам изучать мир галактик, поражающих своей красотой и разнообразием форм, завораживающих вихрем звездных облаков и своей шаровидной правильностью. Спиральные, эллиптические, неправильные Галактики были представлены миру американским астрономом Э. Хабблом. Хаббл назвал сфероидальные галактики туманностями класса Е. Они переходят от круглых форм (Е0) к эллиптическим (Е5), где буква Е означает эллиптичность, а цифра указывает на степень эллиптичности, определяемую отношением 10 (а—Ь)/а, где а — большая ось, a b — малая ось Галактики. Классифицируя спирали (S), где критерием этого разделения б лл в основном характер спирали, он различал группы Sa — стирали с очень большой центральной линзой, Sb — с промежуточными по величине линзами и Sc — с линзой, превращающейся в точку. Если взглянуть на нашу Галактику со стороны, то можно увидеть лишь самые яркие звезды, которые собраны н широкие полосы и дугами выходят из центральной области Галактики, образуя ее спиральный узор. Мы не увидим ни гало, ни диска Галактики, а тем более короны. Последние исследования показали, что многие крупные спиральные галактики обладают, подобно нашей, протяженными и массивными невидимыми коронами. А это значит, что большая часть массы Вселенной — это загадочная, но тяготеющая «скрытая» масса. Предположительно, — галактики собраны в группы, скопления и сверхскопления (в зависимости от того, сколько их вместе). В группу может входить от 3—4 галактик, а в сверхскопления — от 1000 до нескольких десятков тысяч. Наша Галактика входит в сверхскопление, которое не имеет четко очерченной формы Приблизительно так же устроены и другие сверхскопления, лежащие далеко от нас. Еще недавно было принято считать, что сверхскопления — самые крупные образования во Вселенной, но оказалось, что если посмотреть на карту Вселенной, где расположенные хаотично галактики отмечены точками, то виден узорчатый Происхождение Солнечной системы рисунок, напоминающий пчелиные соты с размерами ячеек в 100—300 млн. световых лет. Выяснить, насколько «ячейки» покрывают Вселенную, — дело будущего. Раньше люди предпочитали считать Вселенную вечной и неизменной, ограниченной только нашей Галактикой. Но работы советского математика и физика А. Фридмана (начало XX в.) произвели переворот. Ученый, опираясь на общую теорию относительности Эйнштейна, доказал, что мир живет своей динамической жизнью, изменяется во зремени, сжимается или расширяется по строго определенным законам. Фридман открыл подвижность звездной Вселенной. Это было теоретическое предсказание, в котором для выбора между расширением и сжатием нужно было провести астрономические наблюдения. Такие наблюдения в 1928—1929 гг. проделал Хаббл, обнаруживший, что далекие галактики и целые их коллективы движутся, удаляясь от нас во все стороны, то есть он наблюдал общее расширение Вселенной. Если так, то получается, что в далеком прошлом скопления были расположены намного ближе друг к другу. По Фридману получается, что около 20 млрд. лет назад не существовало ни звезд, ни галактик, а было плотное и невероятно горячее вещество, из которого и началось общее расширение, а впоследствии образовалась и Вселенная. С началом изучения Вселенной, ее строения и эволюции появилась новая наука — космология. Будет, конечно, неправильным сказать, что Вселенная не изучалась раньше, ведь только на основе опыта целых поколений астрономов современная наука смогла достигнуть таких высот. Изучение Вселенной сегодня, возможно, завтра станет базой для будущих поколений, ведь еще неизвестно, что лежит за пределами наблюдаемой области мира, стоят вопросы: бесконечна ли Вселенная по объему, есть ли разумная жизнь в ее пределах, каково происхождение «скрытой» массы, почему произошло расширение Вселенной и будет ли оно происходить и дальше, — и множество других, на которые ответы смогут дать только астрономы будущего.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ Изучением Солнечной системы занимались различные ученые, начиная от греческих философов до астрономов и физиков XXI столетия. Но и сегодня, когда научно-технический прогресс позволяет запускать спутники на Марс, происхождение Солнечной системы остается загадкой. Но вполне возможно, что ученые в ближайшем будущем выяснят вопросы, связанные с рождением Солнечной системы, потому что за последние три десятилетия прояснились некоторые моменты эволюции звезд. Хотя остаются нераскрытыми детали рождения звезды из газопылевой туманности, но уже представляется общая картина того, что с ней происходит на протяжении миллиардов лет дальнейшей эволюции. Сегодня все гипотезы о происхождении Солнечной системы в значительной мере основываются на данных о химическом составе и возрасте пород Земли и других тел Солнечной системы. Наиболее точный метод определения возраста пород состоит в подсчете отношения количества радиоактивного урана к количеству свинца, находящегося в данной породе. Скорость такого образования известна точно, и ее невозможно изменить никакими способами. Пробы пород показали, что самые древние из них насчитывают несколько миллиардов лет. Земля как некая субстанция, очевидно, возникла несколько раньше, чем земная кора. Если рассматривать различные космогонические гипотезы, которые выдвигались на протяжении последних двух столетий, то особого внимания заслуживают гипотезы немецкого философа Канта и теория, которую спустя несколько десятилетий независимо предложил французский математик Лаплас. Предпосылки к созданию этих теорий весьма интересны и выдержали испытание временем. Точки зрения Канта и Лапласа в ряде важных вопросов резко отличались. Кант предложил свою теорию образования Солнечной системы, основанную на законе всемирного тяготения. Философ исходил из эволюционного развития холодной пылевой туманности, по ходу которого сначала возникло центральное массивное тело, которому в перспективе предстояло стать тем, что мы называем Солнцем, а потом планеты. Лаплас же подробно описал гипотезу образования Солнца и планет из уже вращающейся туманности. Он считал первоначальную туманность не пылевой, а газовой, очень горячей и обладающей высокой скоростью вращения. Сжимаясь под действием силы всемирного тяготения, туманность, вследствие закона сохранения момента количества движения, набирала обороты и вращалась все быстрее и быстрее. Из-за высокой скорости и больших центробежных сил, возникающих при быстром вращении в экваториальном полсе, от газообразного ггла последовательно отделялись кольца Затем в результате КОСМОГОНИЧЕСКИЕ ГИПОТЕЗЫ Космогония — раздел астрономии, изучающий происхождение и развитие небесных тел (Солнца, планет и их спутников, звезд, галактик) и их систем. Астрономы наблюдают космические тела на различных стадиях развития: образовавшиеся совсем недавно или в далеком прошлом, быстро «стареющие» или почти застывшие в своем развитии. Сопоставляя многочисленные данные наблюдений с физическими процессами, которые могут происходить при различных условиях в космическом пространстве, ученые пытаются объяснить, как и из чего образуются небесные тела. Единой, завершенной теории образования звезд, планет или галактик до сих пор не существует. Проблемы, с которыми столкнулись ученые, подчас трудноразрешимы. Например, решение вопроса о происхождении Земли и Солнечной системы в целом значительно затрудняется тем, что других подобных систем ученые пока не обнаружили. Нашу Солнечную систему пока не с чем сравнивать, хотя подобные ей системы должны быть достаточно распространены, а их возникновение должно быть не случайным явлением, а закономерным.

194 Астрономия высокотемпературной конденсации в них тугоплавких «породообразующих» элементов, образовались планеты. Опираясь на гипотезу Лапласа, невольно делается вывод, что планеты образовались раньше, чем Солнце. Однако, несмотря на различия между теориями Канта и Лапласа, общей и важной особенностью является представление о том, что Солнечная система возникла в результате закономерного развития газопылевой туманности. Поэтому эту концепцию принято называть «гипотезой Канта—Лапласа». Однако эта теория отвечает не на все вопросы. Всем известно, что наша Солнечная система состоит из девяти планет разных размеров и массы. Всем также известно, что все субъядерные частицы имеют свой момент вращения (спин). Лаплас предположил, что вращательное движение — врожденное свойство материи. Трудность заключается в необычном распределении момента количества движения Солнечной системы между центральным телом — Солнцем — и планетами. Момент количества движения — одна из важнейших характеристик всякой изолированной от внешнего мира механической системы. Солнце и планеты можно рассматривать именно как такую систему. Момент количества движения можно определить как «запас вращения» системы. Это вращение складывается из орбитального движения планет и вращения вокруг осей Солнца и планет. Львиная доля момента количества движения Солнечной системы сосредоточена в орбитальном движении планет-гигантов Юпитера и Сатурна. С точкн зрения гипотезы Лапласа, это совершенно непонятно. В эпоху, когда от первоначальной, быстро вращающейся туманности отделилось кольцо, слои туманности, из которых потом в результате конденсации образовалось Солнце, имели (на единицу массы) примерно такой же момент, как вещество отделившегося кольца (угловые скорости кольца и оставшейся части были примерно одинаковы). Так как масса последнего была значительно меньше основной туманности (протосолнца), то полный момент количества движения у кольца должен быть намного меньше, чем у протосолнца. В гипотезе Лапласа отсутствует какой-либо механизм передачи момента от протосолнца к кольцу. Поэтому в течение всей дальнейшей эволюции момент количества движения протосолнца, а затем и Солнца должен быть намного больше, чем у колец и образовавшихся из них планет. Но этот вывод идет вразрез с фактическим распределением количества движения между Солнцем и планетами. Для гипотезы Лапласа эта трудность оказалась непреодолимой. На смену этой гипотезе стали выдвигаться другие. Остановимся на гипотезе Джинса, которая получила распространение в первой трети прошлого столетия. Она полностью противоположна гипотезе Канта—Лапласа. Если последняя рисует образование планетарных систем как единственный закономерный процесс эволюции от простого к сложному, то в гипотезе Джинса образование таких систем является делом случая и представляет собой редчайшее явление. Исходная материя, из которой потом образовались планеты, была выброшена из Солнца (которое к тому времени уже было похожим на нынешнее) при случайном прохождении вблизи него некоей звезды. Это прохождение было настолько близким, что его можно рассматривать практически как столкновение. Благодаря приливным силам, которые образовались со стороны налетевшей на Солнце звезды, из поверхностных слоев Солнца была выброшена струя газа. Эта струя осталась в сфере притяжения Солнца и после того, как звезда ушла от Солнца. Потом струя сконденсировалась и смогла дать начало планетам. Гипотеза Джинса предполагает, что образование нашей Солнечной системы, как и других подобных маловероятно, потому что близкое прохождение звезд в напей Галактике и их столкновение — явление редчайшее, а точнее, раз в 5 млрд лет Солнце имеет один шанс из десятков миллиардов столкнуться с какой-либо звездой. Если бы гипотеза Джинса была правильной, число планетарных сисггм, образовавшихся за десять миллиардов лет ее эволющ-к, можно было бы пересчитать по пальцам. Но планетарных систем на самом деле множество, поэтому эту гипотезу можно считать несостоятельной. И ниоткуда не следует, что выброшенная из Солнца струя горячего газа может сконденсироваться в планеты, так как по расчетам известных астрофизиков вещество струи должно рассеяться в окружающем пространстве. Кроме этого, гипотеза Джинса не объя:ияет, почему подавляющая часть количества момента движения Солнечной системы сосредоточена в орбитальном движении планет (математические расчеты показали, что ;

з рамках этой гипотезы образуются планеты с весьма маленькими орбитами). Таким образом, космологическая гипотез! Джинса оказалась несостоятельной. На основе гипотезы Джинса была Вулфсоном выдвинута новая: газовая струя, из которой образовались планеты, была выброшена из проходившего мимо Солнца рыхлого объекта — протозвезды, масса которой бььта сравнительно небольшой, но объем ее почти в 10 раз превысит радиус земной орбиты. По приближении протозвезды к Сслнцу под влиянием приливных сил поверхность протозвездного сгустка должна деформироваться. Так как не весь захваченный Солнцем газ смог конденсироваться в планеты, вокруг протозвездного сгустка должна образоваться газовая среда, которая вызвала бы его торможение. При этом, как изВ(стно, первоначально эксцентричная орбита постепенно (в течение нескольких миллионов лет) станет круговой. Отсюда, каждый протозвездный сгусток эволюционирует в протоплан гту, а его вращение обуславливается действием приливных сил, исходящих от Солнца. Кстати, этим может объясняться и происхождение спутников планет, которые при сжатии отделяются от протопланет. Если следовать этой гипотезе, то сравнительно легко объясняется образование больших планет и их спутников (кроме планет земной группы). Этой гипотезой также объясняется и возникновение звезд, которые образуются из межзвездной газово-пылевой среды так называемыми «звездными ассоциациями» — группами заведомо молодых звезд. В таких группах, по наблюдениям, сначала образуются относительно большие звезды, а затем уже «звездная мелочь», которая эволюционирует в карлики. В данный период наиболее разработанной является гипотеза советского ученого О. Ю. Шмидта, появившаяся в 1944 году. По Шмидту, наша планета образовалась из вещества, захваченного из газово-пылевой туманности, через которую некогда проходило Солнце, имевшее почти «современный» вид. При этом отсутствует трудность с вращательным моментом планет, так как первоначальный момент вещества облака может быть сколь угодно большим. В 1961 году английский космогонист Литтлтон начал развивать эту гипотезу и внес в нее существенные улучшения. По обеим гипотезам, «почти современное» Солнце сталкивается с более или менее «рыхлым» космическим объектом, захватывая части его вещества. Кроме того, Солнце, по расчетам, должно иметь с облаком общее происхождение. По Шмидту—Литтлтону, образование планет связывается с процессом звездообразования.

Происхождение Солнечной системы ТУМАННОСТЬ И РОЖДЕНИЕ СОЛНЦА Современная наука с достаточной степенью вероятности позволяет восстановить события, происходившие семь миллиардов лет назад. Попробуем представить себе жизнь одной из газово-пылевых, водородно-гелиевых (с примесью тяжелых элементов) туманностей, которая в будущем дала начало нашей Солнечной системе, Солнцу, Земле и другим планетам. Туманность, темная и непрозрачная, как дым, медленно передвигается на фоне черной бездны. Сквозь ее рваные и мутноватые очертания тускло мерцают далекие звезды. По прошествии некоторого времени можно увидеть, что туманность медленно повернулась вокруг своей оси, при этом она как бы сжимается и уплотняется. На туманность начинает действовать тяготение, собирающее к центру ее частицы. Постепенно вращение начинает ускоряться — это работает закон сохранения количества движения. Время идет, а туманность вращается все быстрее и быстрее, в результате чего возникает и увеличивается центробежная сила, способная бороться с тяготением. Тяготение сжимает туманность, а центробежная сила стремится раздуть ее, разорвать. Но тяготение с равной силой тянет к центру частицы со всех Сторон. А центробежная сила отсутствует на полюсах туманности и сильнее всего проявляется на ее экваторе. Поэтому именно на экваторе она оказывается сильнее тяготения и раздувает туманность в стороны. Шарообразная туманность, продолжая вращаться все быстрее, сплющивается, превращаясь в плоскую «лепешку». Наступает момент, когда на наружных краях «лепешки» центробежная сила уравновешивает, а потом пересиливает тяготение, в результате чего от краев туманности начинают отделяться клочья. Центральная часть ее продолжает сжиматься, при этом все ускоряя свое вращение, а от внешнего края продолжают отрываться все новые и новые клочья, отдельные газопылевые облака. Постепенно туманность приобрела такой вид: в центре неспешно 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-спутники. Центральное облако все продолжает уплотняться. Но теперь с силой тяготения начинает бороться новая сила — сила газового давления. Ведь в середине облака накапливается все больше частиц, составляющих его. Здесь возникает невероятная уплотненность частиц. Они мечутся, все сильнее ударяясь друг о друга, в результате чего в центре повышаются температура и давление. Сначала становится тепло, потом жарко. Снаружи этого не видно, ведь облако огромное и непрозрачное. Жар не выходит наружу. Но вот облако перестало сжиматься. Мощная сила газового давления, возникшая от нагрева, остановила работу тяготения. Жар пошел от черной тучи, а внутри нее стали возникать неудержимо рвущиеся наружу языки тусклого красного пламени. Горячий газ, вырвавшийся наружу, ослабил противодействие тяготению. Облако вновь стало сжиматься и снова температура в его центре стала возрастать. Вот температура достигла уже сотен тысяч градусов, атомы разваливаются на части, вещество не может быть газообразным и постепенно переходит в состояние плазмы. Температура все повышается, в плазме мечутся атомные ядра и электроны и происходит «воспламенение». Скорость и сила удара частиц друг о друга уже настолько возросла, что они не отскакивают друг от друга, а вдавливаются друг в друга и сливаются. Так начинается ялерная реакция. Из каждых четырех ядер атомов водорода образуется одно ядро гелия. При таком «ядерном горении» водорода выделяется огромная энергия. Занявшийся «пожар» уже не остановить. Плазма ожила, разбушевалась. Газовое давление внутри шара заработало с удесятеренной силой. Плазма рвется наружу, с невероятной силой она изнутри давит на внешние слои шара и приостанавливает их оседание к центру. Равновесие установилось. Плазме тесно, но она не может вырваться наружу, разорвать шар и разбросать его обрывки во все стороны. А тяготению не удается сломить давление плазмы и продолжить сжатие шара. Ослепительный бело-желтый шар перешел в устойчивую стадию. Он стал звездой, которую мы называем Солнцем. Теперь миллиарды лет эта звезда будет светить ровным и ярким бело-желтым светом, не меняя размера и температуры, пока внутри нее не выгорит весь водород. Но и здесь в запасе у звезды есть еще несколько «хитрых» ядерных реакций, которые помогут ей жить дальше. Как только топливо перегорит, то есть превратится в гелий, звезда вновь сожмется, в ее недрах естественно повысится температура, но уже до сотен миллионов градусов с еще более сильным давлением, и теперь уже «воспламенится» гелий, в процессе сгорания превращаясь в более тяжелые элементы. Сжатие вновь прекратится. Когда все возможные реакции «сгорания» будут исчерпаны, звезда сожмется и станет небольшим белым карликом, который постепенно остынет, потускнеет, а затем погаснет. В космосе будет мрачной холодной головешкой проплывать некогда яркая, бушующая огнем звезда. Как видим, из водорода в недрах звезд в ядерных реакциях синтеза «варятся» ядра атомов всех элементов. И, наверное, можно сказать, что именно в недрах звезд зарождается жизнь. Ведь именно здесь возникают ядра «атома жизни» углерода, а за ними и ядра атомов всех других элементов таблицы Менделеева, обеспечивающих зарождение жизни. Но довольно часто тяжелые элементы продолжают жить в пространствах Солнечной системы. Так, во многих звездах, образовавшихся из более крупных сгустков туманностей, ядерные реакции происходят слишком бурно и газовое давление оказывается намного сильнее тяготения. Оно раздувает сгусток, рвет его в клочья, разбрасывая во все стороны. Такие грандиозные вспышки-взрывы в звездном мире иногда наблюдаются с Земли и называются вспышками сверхновых звезд. В результате взрыва звезда рассеивается в межзвездном пространстве, рассеивая по нему тяжелые эле,менты. Это основной источник таинственной, жизненно важной примеси, которая способствует зарождению новых звезд.

ОБРАЗОВАНИЕ ПЛАНЕТ В последнее время рядом астрономов была проведена огромная работа по изучению звезд, их происхождения, природы излучения и эволюции.

Как это ни странно, но об образовании и эволюции некоторых типов звезд сейчас известно больше, чем об образовании нашей планетной системы. Всем известно, что по химическому составу звезды представляют собой водородные и гелиевые плазмы. В их составе присутствуют также и другие элементы, но в очень незначительных количествах. Если говорить о спутниках нашего Солнца, тех обрывках туманности, которые оторвались от центрального сгустка под действием центробежной силы и начали кружиться вокруг него, то в них тоже присутствуют тяжелые элементы, которые способствуют построению «живой» суб 196 Астрономия станции, обеспечивающей жизнь многих космических объектов (звезд, туманностей, планет). Именно в них создаются условия, способствующие разделению легких и тяжелых частиц туманности. Облака-спутники находятся на различных расстояниях от Солнца, самые дальние из которых не обогреваются им. Зато в близких облаках-спутниках солнечный жар испаряет все частицы, которые способны испариться, оставляя лишь те, которые потяжелее. Поэтому в них почти не остается легких газов (водорода, гелия), составляющих основу газопылевой туманности. Мало остается и других летучих веществ. Все они уносятся жаром. Б результате «испарений» через некоторое время химический состав облаков-спутников изменяется и становится совершенно разным. В тех, которые удалены от Солнца, он почти не меняется, а в тех, что кружатся вблизи, остается лишь «прокаленный» и «обдутый» материал, который и представляет собой «драгоценную жизненно важную примесь» тяжелых элементов. Полученный химический состав и является тем материалом, из которого создаются обитаемые планеты. Отсюда начинается процесс превращения «материала» в «изделие», частиц туманности — в планеты. Формирование планет происходит в три этапа. Первый этап условно назовем этапом слипания частиц. В далеких облаках-спутниках многочисленные молекулы легких газов и редкие легкие пылинки постепенно собираются в огромные рыхлые шары малой плотности. К таким относятся планеты группы Юпитера. В облаках-спутниках, близких к Солнцу, тяжелые пылинки слипаются в плотные каменистые комки. Они объединяются в огромные массивные глыбы, которые серыми угловатыми громадами плавают по орбитам вокруг своей звезды. Двигаясь по разным, иногда пересекающимся орбитам, эти «астероиды», размером в десятки километров каждый, сталкиваются. Если они двигаются на относительно небольшой скорости, то при столкновении глыбы как бы вдавливаются друг в друга, налипают одна на другую и бесформенной, в два раза большей массой движутся дальше. Если столкновение происходит на большой скорости, то они дробятся на бесчисленные обломки, которые продолжают свой путь для дальнейшего объединения с такими же обломками. Процесс столкновения и слияния мелких частиц в крупные небесные тела может длиться сотни миллионов лет. Во время прохождения своего пути «астероиды» становятся все более шарообразными, увеличивают свои размеры и массу. С увеличением массы возрастает и сила тяжести на их поверхности, которая давит на внутренние слои. Так как глыба бесформенная, то ее выступающие части под силой тяжести погружаются в толщу нижележащих слоев, раздвигая их. Слои, отходящие в стороны, заполняют собой впадины, отчего глыба постепенно сглаживается. В результате таких процессов вокруг Солнца образуются относительно небольшие, но очень плотные и тяжелые планеты земной группы. Такой является и наша Земля. Планеты земной группы резко отличаются богатством химического состава, обилием тяжелых элементов, большим удельным весом от планет группы Юпитера. Теперь рассмотрим ближе Землю. На звездном фоне плывет огромная каменная глыба, освещенная с одной стороны яркими солнечными лучами. Еще выступают на ее поверхности неровности от налипших астероидов, видны не полностью расправившиеся «швы» между ними. Пока это еще «грубая работа», но зато здесь уже имеется атмосфера. Немного мутноватая, очевидно, от пыли. Это выдавленные из недр планеты водород и гелий, которые в свое время прилипли к каменистым частицам и случайно уцелели, не были «зыпарены» солнечными лучами. Это первичная атмосфера 3: :^ли. Но постепенно под жаркими лучами Солнца легкие и подвижные молекулы водорода и гелия улетучатся в космос. Этот процесс ученые назвали диссипацией. Второй этап — разогревание. Внутри планеты, в смеси с другими оказались зажатыми радиоактивные вещества. Они отличаются тем, что непрерывно выделяют тепло, которому в толще планеты нет выхода: над ними покоится мощный монолит из вышележащих слоев. Тепло постепенно накапливается. От радиоактивного разогрева начинается размя. чение всей толщи планеты. Вещества, составляющие планету, занее расположенные хаотично, начинают распределяться по весу: более тяжелые опускаются к центру, более легкие — поднимаются к поверхности. Постепенно планета приобретаем тот вид, который мы наблюдаем сегодня: в центре ее расположено тяжелое ядро, окруженное толстым слоем вещества полегче и все это «заковано» в более тонкий слой, состоящий из наиболее легких пород, который мы называем земной корой. Радиоактивные вещества «осели» в основном в легких породах то есть скопились в «коре», и теперь греют ее. Основное теплп с поверхности планеты излучается в космос. На глубине же десятков километров тепло сохраняется, разогревая горные короды. Третий этап — вулканическая деятельность. В недрах планеты тяжелые вещества накаляются докра:на. От такой температуры плавятся камни, они превращаю: ч;

я в раскаленную огненную массу — магму — которая напо.т «на сжатыми газами (в основном углекислым газом), парами и различными примесями (аммиаком, метаном и др.). Магме «тесно», огненными брызгами ее выталкивает наружу в наиболее тонких местах земной коры. Происходит извержение вулкана. Таких прорывов магмы на планете много Они спасают молодую планету от перегрева. ПОЧЕМУ ЗЕМЛЯ? Как получилось, что на нашей планете ее здались благо приятные условия для зарождения жизни? Не у каждой звезды выдается возможное г > стать светилом, как Солнце, окруженным планетами. Если бы туманность вращалась медленнее, не возникла бы центробежная сила, оторвавшая «клочки» от центрального сгустка, и вероятнее всего, что не из чего было бы образоваться планетам. И плыла бы одинокая «бездетная» звезда в черной бездне, бесплодно расточая свое тепло и свет... Далеко не всякая звезда, породившая пла^зты, способна создать такие условия, чтобы хоть на какой-нибудь из них зародилась жизнь. Для этого требуются миллиарды лет, и все это время звезда должна гореть ровно и спокойно. Молодая звезда горит неровно, она может вспыхнуть, обрушив волны испепеляющего жара на окружающие планеты, и только наметившиеся для развития жизни условия после огненного урагана будут сожжены. Поэтому для благополучного развития жизни на планете необходима «спокойная» звезда, подобная нашему Солнцу. Очень важно и расположение планеты. Например, если. бы наша планета Земля была расположена на месте Меркурия или Венеры, то из-за постоянного зноя невозможно было бы образование на планете хоть какого-либо количества влаги, не говоря уже об океанах, она бы вся испарялась. И наоборот, если бы Земля была расположена дальше сво^й орбиты, на • Состав и особенности Солнечной системы пример на месте Юпитера, вода бы представляла собой ледяную глыбу, в которой нет благоприятных условий для развития микроорганизмов. Даже то, что орбита Земли круговая, а не эллиптическая, сыграло положительную роль для зарождения жизни. Вращаясь на эллиптической орбите, одна сторона Земли все время бы промерзала, а на другой стороне все сгорало бы от солнечного жара. Оптимальное место, «экватор», для развития жизни, а также дальнейшей деятельности было бы ограниченным. Подобные условия существования, создаваемые эллиптической орбитой, могут образовываться и на двойной звезде. Тогда при любой орбите планета не может находиться всегда на равном расстоянии от источника тепла. То одно солнце близко, то другое, то оба удаляются на дальние расстояния. Нашей планете «повезло» и в том, что она образовалась именно такой массы и такого размера. Если бы Земля была такой же массы, как и Луна, не удержать бы ей на себе атмосферу, а значит, и воду, которая испаряется в атмосферу. Даже вулканические выбросы не восстанавливали бы в атмосфере необходимое равновесие газа и влаги, они бы сразу улетучивались в космос. Поэтому на Луне нет ни атмосферы, ни воды, ни, соответственно, жизни. Большие размеры, например как у Юпитера, создавали бы слишком сильное притяжение, кроме того, на планете была бы слишком густая атмосфера, содержащая водород и гелий, неблагоприятные для развития жизни. Плотный слой облаков создал бы на такой планете вечный мрак. А без жизненно важных теплых солнечных лучей какая может быть жизнь?

СОСТАВ И ОСОБЕННОСТИ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ В Солнечную систему вместе с Солнцем входит 9 больших планет с 34 сопровождающими их спутниками, более 100 тысяч малых планет (астероидов), порядка 1110 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 почти в 750 раз превосходит массу всех остальных тел, входящих в систему (так, например, Юпитер составляет примерно 0,001 массы Солнца). 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 — Плутона — 39,5 а. е., т. е. 6 млрд. км. Некоторые из комет удаляются от Солнца на 100 тысяч а. е. и подвергаются воздействию притяжения звезд. Двигаясь в Галактике, Солнечная система время от времени пролетает сквозь межзвездные газопылевые облака. Вследствие крайней разреженности вещества этих облаков, погружение Солнечной системы в облако может проявиться только в небольшом поглощении и рассеянии солнечных лучей. Проявления этого эффекта в истории Земли пока не установлены. Все большие планеты — Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон — обращаются вокруг Солнца в одном направлении (в направлении осевого вращения самого Солнца), по почти круговым орбитам, мало наклоненным друг к другу (и к солнечному экватору). Экваториальная скорость вращения Солнца вокруг своей оси составляет всего лишь 2 км/с, в то время как скорости вращения некоторых звезд превосходят солнечную иногда даже в 200 раз. Уже известно, что скорости вращения закономерно связаны со спектральным классом звезд. Быстрее вращаются массивные звезды классов О и В, практически не вращаются желтые и красные карлики. Плоскость земной орбиты — эклиптика — принимается за основную плоскость при отсчете наклонений орбит планет и других тел, обращающихся вокруг Солнца. Расстояния от планет до Солнца 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. Благодаря почти круговой форме планетных орбит и большим промежуткам между ними исключена возможность тесного сближения между планетами, при котором они могли бы существенно изменять свое движение в результате взаимного притяжения. Это обеспечивает длительное существование планетной системы. Планеты вращаются так же вокруг своей оси, причем почти у всех планет, кроме Венеры и Урана, вращение происходит в том же направлении, что и их обращение вокруг Солнца. Чрезвычайно 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. Обратным движением 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 ее 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 но 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. 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, — планеты земной группы. Они невелики, состоят из плотного каменистого вещества и металлов. Планеты-гиганты — Юпитер, Сатурн, 198 Астрономия Уран и Нептун — гораздо массивнее, состоят в основном из легких 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 также до 20% каменистых веществ и легких соединений кислорода, углерода и азота, способных при низких температурах концентрироваться в льды. Пылевидные же частицы комет (диаметр их составляет 1 — 10 мкм), вкрапленные в их ледяную массу, состоят из силикатов магния и железа, самородного железа, сульфидов и соединений углерода. Недра планет и некоторых спутников находятся в раскаленном состоянии. У планет земной группы и спутников тепло очень медленно просачивается наружу, так как они имеют малую теплопроводность наружных слоев. Внутреннее тепло почти не оказывает заметного влияния на температуру поверхности. У планет-гигантов конвекция в их недрах приводит к заметному потоку тепла из недр, превосходящему поток, получаемый ими от Солнца. Венера, Земля и Марс обладают атмосферами, состоящими из газов, выделившихся из их недр. Планеты-гиганты не имеют ни твердой, ни жидкой поверхности;

их атмосфера является своеобразным продолжением их недр. При погружении внутрь атмосферные газы постепенно переходят в конденсированное состояние. Девятая планета — Плутон — по химическому составу близка к группе планет-гигантов, а по размерам — к земной группе, поэтому, наверное, ее нельзя отнести ни к одной из двух ?рупп. Ядра комет по своему химическому составу родственны планетам-гигантам: в их состав входят водяной лед и льды различных газов с примесью каменистых веществ. Почти все малые планеты по своему составу относятся к каменистым планетам земной группы. Обломки малых планет, образующиеся при их столкновении друг с другом, иногда выпадают на Зем/ ю в виде метеоритов. Малые планеты, в отличие от планет имной группы, мало чем изменились со времени их образован: т а, так как из-за малых размеров их недра подогревались значительно меньше, поэтому вещество их осталось практически неизмененным. Научные измерения возраста метеоритов (по с с держанию радиоактивных элементов и продуктов их расизда) показали, что они, а отсюда и вся Солнечная система, существуют около 5 миллиардов лет.

СОЛНЦЕ Солнце — ближайшая к Земле звезда. Оно является центральным телом Солнечной системы и представляет собой раскаленный плазменный шар. Свет от этой звезды доходит до нас за 8,3 мин. Масса Солнца в 333 000 раз больше массы Земли и в 750 раз больше массы всех вместе взятых планет Солнечной системы. 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. Мощность излучения Солнца очень велика, но на Землю попадает ничтожная часть его энергии, составляющая около половины миллиардной доли. Солнечная энергия поддерживает в газообразном состоянии земную атмосферу, поддерживает постоянную температуру, обеспечивает жизнедеятельность животных и растений, дает энергию природным явлениям и т. п. 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 в среднем составляет 1 392 тыс. км, что в 109 раз превышает диаметр Земли. Расстояние до Солнца в 107 раз превышает его диаметр. Солнце представляет собой сферически симметричное тело, находящееся 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 слоев. Следовательно, температура растет по мере приближения к центру. СТРОЕНИЕ СОЛНЦА В зависимости от изменения физических условий Солнце можно разделить на несколько концентрических слоев, постепенно переходящих друг в друга. В центре Солнца температура достигает 15 млн. градусов. Плотность его вещества в среднем равна 1,41 г/см', а давление превышает сотни миллиардов атмосфер. Почти вся энергия Солнца генерируется в центральной области с радиусом примерно 1/3 солнечного. Эта энергия передается наружу через слои, окружающие центральную часть. Следующую треть радиуса занимает конвективная зона. Ядро и конвективная зона фактически не наблюдаются, о них известно либо из теоретических расчетов, либо на основании косвенные данных. Над конвективной зоной располагаются непосредственно наблюдаемые слои Солнца, называемые его атмосферой. Они лучше изучены, так как об их свойствах можно судить из наблюдений. Солнечная атмосфера также состоит из не скольких слоев. Внешняя оболочка типична для звезд с водородной сферой, с атомным отношением водорода к гелию близким к 10. Самый глубокий и тонкий из слоев — фотосфера — непосредственно наблюдается в видимом непрерывном спектре. Это самая яркая оболочка. Толщина фотосферы составляет около 300 км (менее 0,001 солнечного радиуса). Чем глубже слои фотосферы, тем они горячее. Во внешних, более холодных слоях фотосферы на фоне непрерывного спектра образуются Фраунгоферовы линии поглощения. При помощи большого телескопа можно наблюдать характерную зернр-стую структуру фотосферы, которая называется грануляцией и указывает на сильное турбулентное движение газов вблизи поверхности и на циркуляцию газов до глубин в десятки тысяч километ Солнце ров. Возникновение грануляции связано с происходящей под фотосферой конвекцией. Такое движение газа в солнечной атмосфере порождают акустические волны. Распространяясь в верхние слои атмосферы, волны, возникшие в конвективной зоне и в фотосфере, передают им часть механической энергии конвективных движений и производят нагревание газов последующих слоев атмосферы — хромосферы и короны. Хромосфера менее яркая (на 16%), чем фотосфера. Верхние слои атмосферы с температурой около 4500 К являются самыми «холодными» на Солнце. Здесь температура газов быстро растет как вглубь, так и вверх. Слой хромосферы хорошо виден в минуту полного солнечного затмения как розовое кольцо, выбивающееся из-за темного диска Луны. На краю хромосферы наблюдаются небольшие язычки пламени — хромосферные спикулы — это «язычки» уплотненного газа. Здесь же можно наблюдать и спектр хромосферы, так называемый спектр вспышки. Он состоит из ярких эмиссионных линий водорода, гелия, ионизированного кальция и других элементов, которые внезапно вспыхивают во время полной фазы затмения. По структуре хромосфера значительно отличается от фотосферы: она более неправильной и неоднородной структуры. Выделяются два типа неоднородности — яркая и темная, — которые по своим размерам превышают фотосферные гранулы. В целом распределение неоднородностей образует так называемую хромосферную сетку, хорошо заметную в линии ионизированного кальция. Как и грануляция, она является следствием движения газов в подфотосферной конвективной зоне, только происходящего в более крупных масштабах. Температура в хромосфере быстро растет, достигая в верхних слоях десятков тысяч градусов. Самая верхняя и самая разреженная часть солнечной атмосферы — корона, простирающаяся на десятки солнечных радиусов и имеющая температуру около миллиона градусов. Корону можно увидеть только во время полного солнечного затмения или с помощью коронографа. ИЗЛУЧЕНИЯ СОЛНЦА Вся солнечная атмосфера находится в постоянном колебании. В ней присутствуют как вертикальные, так и горизонтальные волны, длина которых достигает нескольких тысяч километров. Колебания носят резонансный характер. В возникновении явлений, происходящих на Солнце, большую роль играют магнитные поля. Магнитные поля меняются в соответствии с 11-летним циклом солнечной активности. Энергия медленно диффундирует к внешним слоям благодаря атомному поглощению и излучению, а во внешней конвективной зоне, которая составляет 30% радиуса Солнца и 1% его массы, поднимающиеся и опускающиеся вихри газа переносят энергию к фотосфере, с которой происходит ее лучеиспускание, сопровождающееся значительной потерей солнечной массы. Радиоизлучение Солнца имеет две составляющие: постоянную и переменную. Во время сильных солнечных вспышек радиоизлучение Солнца возрастает в тысячи, иногда в миллионы раз по сравнению с радиоизлучением спокойного Солнца. Известно, что Солнце является источником постоянного потока частиц — корпускул. Корпускулярное излучение составляют нейтрино, электроны, протоны, альфа-частицы, а также более тяжелые атомные ядра Солнца. Отдельные сгустки горячего ионизированного газа «выстреливают» из областей, окружающих солнечные пятна, и движутся от Солнца со скоростью в несколько сот и даже тысяч километров в секунду. С солнечными вспышками связаны наиболее мощные кратковременные потоки частиц, главным образом электронов и протонов. В результате наиболее мощных вспышек частицы могут приобретать скорость, составляющую заметную долю скорости света. Частицы с такими большими энергиями называются солнечными космическими лучами. Солнечное корпускулярное излучение оказывает сильное влияние на Землю, и прежде всего на ее верхние слои атмосферы и магнитное поле, вызывая множество разнообразных геофизических явлений. Самое мощное проявление хромосферы — вспышки. 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. Длина такого образования составляет десятки, сотни тысяч километров. Длится вспышка, как правило, около часа. Хотя детально физические процессы, приводящие к возникновению вспышек, еще не изучены, ясно, что они имеют электромагнитную природу. Наиболее грандиозными образованиями в солнечной атмосфере являются протуберанцы — относительно плотные облака газов, возникающие в солнечной короне или выбрасываемые в нее из хромосферы. Типичный протуберанец имеет вид гигантской светящейся арки, опирающейся на хромосферу и образованной из струй и потоков более плотного и холодного, чем окружающая корона, вещества. Иногда это вещество удерживается прогнувшимися 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. Солнечная корона — это внешние, очень разреженные слои атмосферы Солнца. Солнечную корону можно наблюдать в течение буквально нескольких десятков секунд в виде жемчужного сияния вокруг диска Луны во время полной фазы солнечного затмения. Важной особенностью короны является ее лучистая структура. Длина лучей может достигать десятка и более солнечных радиусов. Форма короны зависит от фазы цикла солнечной активности: в годы максимума она почти сферична, в годы минимума — сильно вытянута вдоль экватора. Корона представляет собой сильно разреженную высокоионизированную плазму с температурой 1—2 млн. градусов. Причина такого большого нагрева солнечной короны связана с волновыми движениями, возникающими в конвективной зоне Солнца. Свет короны почти совпадает со светом излучения всего Солнца. Это связано с тем, что свободные электроны, находящиеся в короне, рассеивают излучение, приходящее от фотосферы. Из-за огромной температуры частицы движутся настолько быстро, что во время столкновений от атомов отлетают электроны, которые затем двигаются как свободные частицы. В результате этого легкие элементы полностью теряют все свои электроны, так что в короне остаются только протоны и альфа-частицы. Тяжелые элементы теряют до 10—15 внешних электронов, поэтому в солнечной короне наблюдаются необычные спектральные линии. Горячая плазма сильно излучает и поглощает радиоволны, поэтому солнечное радиоизлучение наблюдается ы солнечной короне. Иногда здесь же отмечаются области пониженного свечения, называемые корональными дырами.

200 Астрономия ФИЗИКА СОЛНЦА. СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ История изучения Солнца начинается с 1611 г., когда Галилей начал телескопические наблюдения Солнца. Им были открыты солнечные пятна, определен период вращения Солнца вокруг своей оси. В 1814 г. Й. Фраунгофер обнаружил темные линии поглощения в спектре Солнца — это положило начало изучению химического состава звезды. В 1843 г. немецкий астроном Г. Швабе определил цикличность солнечной активности. Развитие методов спектрального анализа позволило изучить физические условия на Солнце. С 1836 г. регулярно наблюдаются затмения Солнца, что позволило обнаружить корону и хромосферу Солнца, а также солнечные протуберанцы. В 1913 г. американский астроном Дж. Хейл доказал существование на Солнце магнитных полей. В 1931 г. Б. Лио изобрел солнечный коронограф, позволивший наблюдать корону и хромосферу вне затмений. К 1942 г. шведский астроном Б. Эдлен доказал наличие высокой температуры в солнечной короне. В начале 40-х годов XX века было открыто радиоизлучение Солнца. Существенным толчком для развития физики Солнца во второй половине XX века послужило развитие магнитной гидродинамики и физики плазмы. В настоящее время изучение ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца ведется методами внеатмосферной астрономии (с орбитальных обсерваторий, космических лабораторий и т. п.). Солнце — центральное тело Солнечной системы, хотя вместе с окружающими звездами оно представляет лишь ничтожную часть гигантского коллектива звезд и туманностей, которые мы называем Галактикой. Солнце представляет собой раскаленный плазменный шар. Солнце — ближайшая к Земле звезда. Масса Солнца 1,990-1030 кг (в 330 тыс. раз больше массы Земли). В Солнце сосредоточено 99,866% массы Солнечной системы. Солнечный параллакс равен 8,794" (4,263-ДО"5радиан). Расстояние от Земли до Солнца меняется от 1,4710-10" м (в январе) до 1,5210-Ю11 (в июле), составляя в среднем 1,4960-1011 м. Это расстояние принято считать одной астрономической единицей. Средний угловой диаметр Солнца составляет 31г59,3", чему соответствует линейный диаметр Солнца, равный 1,392-Ю9 м (в 109 раз больше диаметра экватора Земли). Средняя плотность солнечного вещества — 1,41 г/см3. Ускорение свободного падения на поверхности Солнца составляет 273,98 м/с2. Вторая космическая скорость на поверхно5 сти Солнца равна 6,18-10 м/с. Эффективная температура поверхности Солнца, определяемая согласно закону излучения Стефана-Больцмана, по полному излучению Солнца равна 5770 К. Единица светимости Солнца равна 4-1033 эрг/с (за 3 млрд лет оно излучило 4-1050 эрг/с). Если предположить, что первоначально Солнце состояло из водорода, который в результате термоядерных реакций превратился в гелий, то выделившееся количество энергии буди приблизительно составлять 10%. Отсюда вытекает, что для поддержания излучения на наблюдаемом уровне в течение миллиардов лет достаточно, чтобы Солнце «потратило» не более 10% своего первоначального запаса водорода. Солнце как звезда является типичным желтым, карликом и располагается в средней части главной последовательности звезд на диаграмме Герцшпрунга—Рессела. Спектральные классы О, В, А и частично F астрономами называются «ранними», a G, К, М — «поздними». Солнце имеет спектральный класс G2. Скорость движения относительно совокупности ближайших звезд 19,7-10 м/с. Солнце раслоложено внутри одной из спиральных ветвей нашей Галактики на расстоянии около 10 кпс от ее центра. Период обращения Солнца вокруг центра Галактики составляет около 200 млн. лет. Вращение Солнца вокруг оси происходит в плоскости, наклоненной на 7°15' к плоскости орбиты Земли (эклиптике). Скорость вращения определяется по смещение различных видимых деталей в атмосфере Солнца и по сдвигу спектральных линий в спектре края диска Солнца вследствие эффекта Доплера. Так было обнаружено, что период вращения Солнца неодинаков на разных широтах. Положение различных деталей на поверхности Солнца определяется с помощью гелиографических координат, отсчитываемых от солнечного экватора (гелиографическая широта) и от центрального меридиана видимого диска Солнца или от некоторого меридиана, выбранного в качестве начального (так называемого меридиана Каррингтона). Один оборот относительно Земли точь^ с гелиографической широтой 17° совершают за 27,275 сут. (синодический период). Время оборота на той же широте Солнца относительно звезд (сидерический йериод) — 25,38 сут. Линейная скорость вращения на экваторе Солнца — около 2000 м/с. Предположительно, модель внутреннего строения Солнца выглядит как сферически симметричное тело, которое находится в равновесии. По массе в Солнце содержится около 70% водорода, 27% гелия, 2,5% приходится на все остальные элементы. Выделение энергии происходит путем ядерных реакций, при которых водород превращается в гелий. На Солнце возможны две группы термоядерных реакций так называемый протон-протонный (водородный) цикл и углеродный цикл (цикл Бете). Основная реакция водорода сводится к протон-протонному циклу, практически обеспечивающему современную светимость Солнца. «Выгорание» водорода под действием термоядерных реакций происходит только в недрах Солнца, в наружных же слоях его относительное содержание сохраняете я неизменным. Перенос энергии из недр, как правило, про: сходит за счет поглощения электромагнитного излучения, преходящего снизу, и последующего переизлучения. В результате понижения температуры при удалении от Солнца постепенно увеличивается длина волны излучения. Конвективная ;

;

она Солнца начинается на глубине порядка 0,2 солнечных радиуса и имеет толщину около 10s м. Во внешней части конвективной зоны Солнца скорость конвективных движений достигает (2 — 3 2,5)-10 м/с. В атмосфере Солнца (в хромосфере и короне) также происходит циркуляция вещества. Плотность в верхней атмосфере очень мала, поэтому отвод энергии возможен только в том случае, если кинетическая энергия этих слоев достаточно велика. В верхней части солнечной короны энергию уносит солнечный ветер, состоящий из потоков вещества, которые движутся от Солнца. В каждом слое температура устанавливается на таком уровне, чтобы в целом автоматически осуществлялся баланс энергии, то есть энергетические потери возмещались достаточным количеством принскимой энергии. Полное излучение Солнца определяется г о освещенности поверхности Земли, когда светило находится в зените (около 100 тыс. лк). Вне атмосферы на среднем ра< стоянии Земли от Солнца освещенность равна 127 тыс. лк. Сила света Солнца составляет 2,84-1027 свечей. Количество энергии, приходящееся за 1 мин на площадь в 1 см2, расположенную перпендику Физика Солнца. Солнечная активность лярно солнечным лучам за пределами атмосферы на среднем расстоянии Земли от Солнца, называют солнечной постоянной. Мощность излучения Солнца на Землю составляет около 17 2-Ю Вт, средняя яркость поверхности Солнца (при наблюде9 нии вне атмосферы Земли) составляет 1,98-10 нт, яркость 9 центра диска Солнца - 2,48-10 нт. Спектр Солнца — это непрерывный спектр, на который наложено более 20 тысяч линий поглощения. Распределение энергии в недрах Солнца (его спектральный состав) в общих чертах соответствует распределению энергии в излучении абсолютно черного тела с температурой около 6000 К. В отдельных участках спектра могут иметься заметные отклонения. Максимум энергии в спектре Солнца соответствует длине волны 4600 А. Преобладающим элементом в составе Солнца является водород, затем следует гелий, количество атомов которого в 4—5 раз меньше, чем водорода, число атомов других элементов приблизительно в 1000 раз меньше числа атомов водорода, в их число входят кислород, углерод, азот, магний, железо и другие. В результате взаимодействия дифференциального вращения Солнца с движениями проводящего электричество газа генерируется магнитное поле Солнца. Магнитное поле проявляется на поверхности Солнца в виде солнечных пятен, достигающих в диаметре до 90 тыс. км, и окружающих их активных областей. Различают несколько типов магнитных полей на Солнце. Общее магнитное поле Солнца невелико и тесно связано с межпланетным магнитным полем и его секторной структурой. Магнитные поля, связанные с солнечной активностью, могут достигать в солнечных пятнах напряженности в несколько тысяч эстред. В активных областях магнитных полей магнитные полюсы различной полярности чередуются. Встречаются и локальные магнитные области с напряженностью поля эстред вне солнечных пятен. Магнитные поля проникают и в хромосферу, и в солнечную корону. Атмосферу Солнца образуют внешние слои, которые доступны наблюдению. Почти все излучение Солнца исходит из фотосферы. Толщина фотосферы около 300 км, ее средняя плотность - 310' 4 кг/м3. Средняя температура в фотосфере около 6000 К, на границе фотосферы — 4200 К. Давление меняется от 2-Ю4 до 102 н/м2. Конвекция в подфотосферной зоне Солнца проявляется в неравномерной яркости фотосферы, ее зернистой структуре — так называемой грануляционной структуре. Гранулы имеют вид ярких пятен округлой формы, размером 150—1000 км и продолжительностью жизни 5—10 минут, реже — 20 минут. Иногда можно наблюдать массовое скопление гранул протяженностью до 30 тыс. км. На поверхности Солнца грануляция одинакова на всех гелиографических широтах и не зависит от солнечной активности. Скорости хаотических движений (турбулентные скорости) в фотосфере составляют по различным определениям 1—3 км/с, В фотосфере обнаружены квазипериодические колебательные движения в радиальном направлении. Они происходят на площадках размерами 2—3 тыс. км с периодичностью около 5 мин и амплитудой скорости порядкд 500 м/с. После нескольких периодов колебания они затухают и могут вновь возникнуть в этом же месте. Ниже расположены очень большие конвективные образования — «гигантские ячейки», супергранулы, в которых движение происходит (около 500 м/с) в горизонтальном направлении от центра ячейки к ее границам. Размеры ячеек достигают до 30—40 тыс. км. По положению супергранулы совпадают с ячейками хромосферной сетки. На границах этих ячеек магнитное поле усилено. Известно, что в фотосфере образуются спектральные линии и непрерывный спектр. В фотосфере довольно часто можно наблюдать темные образования, называемые солнечными пятнами. С активностью появления пятен на средних и низких широтах чаще связывают активность Солнца. Все солнечные пятна обладают сильным магнитным полем. Небольшие пятна называют порами, а диаметр большого пятна может достигать 200 тыс. км. Состоят они из темного ядра (тени) и окружающей его полутени, иногда могут быть окружены светлой каймой. Одни пятна на поверхности Солнца могут «просуществовать» несколько часов, а другие — месяц. Появление пятен подчиняется следующим закономерностям: — 11-летний цикл появления пятен на широтах ± 40°;

— 22-летний магнитный цикл пятен;

— экваториальный дрейф зоны появления пятен;

— смена знака полярного магнитного поля в максимуме пятнообразования. В спектре пятен линий и полос поглощение еще больше, чем в спектре фотосферы, кроме того, они смещаются, что указывает на движение вещества в пятнах: происходит вытекание на низких уровнях и втекание на более высоких, со скоростью движения до 3 тыс. м/с. Из сравнений интенсивности линий и непрерывного спектра пятен и фотосферы следует, что пятна холоднее фотосферы на 1—2 тыс. градусов (4500 К и ниже). Из-за этого на фоне фотосферы пятна кажутся темными, яркость ядра составляет 0,2—0,5 яркости фотосферы, яркость полутени — около 80% фотосферной. Обычно пятна образуют три группы, которые по своему магнитному полю могут быть униполярными, биполярными н мультиполярными, то есть содержащими много пятен различной полярности, часто объединенных общей полутенью. С окончанием переполюсовки магнитного поля появляются и многочисленные мелкомасштабные магнитные структуры — полярные факелы, яркие рентгеновские точки в короне, протуберанцы, в солнечной короне над ними наблюдаются образования в виде лучей, шлемов, опахал — все это образует активную область на Солнце. Полярные факелы — яркие фотосферные образования, видимые в белом свете недалеко от края диска Солнца. В недрах Солнца факелы практически не видны, так как контраст их невелик. Обычно факелы появляются раньше пятен и сохраняются еще некоторое время после их исчезновения, их средняя продолжительность существования составляет 15 суток, но может длиться и около 3 месяцев. Количество факелов на диске Солнца зависит от фазы цикла солнечной активности. Факелы имеют сложную волокнистую структуру, контраст их зависит от длины волны, на которой проводятся наблюдения. Температура факелов на несколько сот градусов превышает температуру фотосферы, общее излучение с одного квадратного сантиметра превышает фотосферное на 3—5%, Выше фотосферы расположен слой атмосферы, называемый хромосферой. Хромосферу можно увидеть во время полного солнечного затмения, когда Луна полностью закроет фотосферу. В этот момент она представляет собой розовое кольцо с выступающими зубчиками — хромосферными спикулами. Одновременно на Солнце может быть до 250 тыс. спикул диаметром от 200 до 2000 км. Скорость подъема плазмы в спикулах достигает 30 км/с. При наблюдении в монохроматическом свете на диске Солнца видна яркая хромосферная сетка, состоящая из отдельных узелков (от 1000 до 8000 км).

202 Астрономия Размеры ячеек сетки 30-40 тыс. км. Предположительно спикулы образуются на границах ячеек хромосферной сетки. Установлено, что в хромосфере происходит хаотичес3 кое движение газовых масс со скоростями до 15-10 м/с. В хромосфере факелы видны как светлые образования, называемые обычно флоккулами. Полярные факелы могут представлять собой отдельные яркие точки размером от 700 до 3500 км, пары ярких точек на расстоянии около 7000 км, цепочки ярких точек протяженностью до 30 тыс. км и диффузные образования размером от 7 до 20 и более тыс. км. В красной линии спектра водорода хорошо видны темные образования, называемые волокнами. На краю диска Солнца волокна выступают за диск и наблюдаются на фоне неба как яркие протуберанцы. Волокна и протуберанцы низкоширотных зон показывают хорошо выраженный 11-летний цикл, их максимум совпадает с максимумом пятен. Высокоширотные протуберанцы меньше зависят от фаз солнечной активности, максимум наступает через два года после максимума пятен. Волокна, являющиеся спокойными протуберанцами, могут достигать длины солнечного радиуса и существовать в течение нескольких оборотов Солнца. Средняя высота протуберанцев над поверхностью Солнца составляет 30—50 тыс. км, средняя длина — 200 тыс. км, ширина — 5 тыс. км. Протуберанцы по характеру движения (по А. Б. Северному) делятся на 3 группы: — электромагнитные, где движения происходят по упорядоченным искривленным траекториям — силовым линиям магнитного поля;

— хаотические, в которых преобладают неупорядоченные турбулентные движения (скорости порядка 10 км/с);

— эруптивные, где вещество первоначального спокойного протуберанца с хаотическими движениями внезапно выбрасывается с возрастающей скоростью (до 700 км/с) прочь от Солнца. Температура в протуберанцах достигает 5—10 тыс. Кельвинов, плотность близка к средней плотности хромосферы. Волокна, представляющие собой активные, быстро меняющиеся протуберанцы, довольно быстро изменяются за несколько часов, иногда и за несколько минут. Форма и характер движений в протуберанцах взаимосвязаны с магнитным полем в хромосфере и солнечной короне. Солнечная корона — внешняя и наиболее разреженная часть солнечной атмосферы, простирающаяся на несколько (более 10) солнечных радиусов. Корону Солнца раньше можно было наблюдать только во время полного солнечного затмения, сегодня же ее можно изучать с помощью орбитальных телескопов и коронографов. В крупномасштабной структуре солнечной короны хорошо выделяются такие образования: шлемовидные структуры, опахала, корональные лучи и полярные щеточки. Общая форма короны меняется с фазой цикла солнечной активности: в годы минимума корона сильно вытянута вдоль экватора, в годы максимума она почти сферична. Свечение солнечной короны образуется, как правило, в результате рассеяния фотосферного излучения свободными электронами. Практически все атомы в короне ионизированы. Концентрация ионов и свободных электронов у основания короны составляет 109 частиц в 1 см3. Нагрев короны аналогичен нагреву хромосферы. Наибольшее выделение энергии происходит в нижней части короны, но благодаря высокой теплопроводности корона почти изотермична — температура к наружному слою понижается очень медленно. В нижней части короны отток энергии вниз происходит благодаря теплопроводности. К потере энергии приводит уход из короны наиболее быстрых частиц. Во внеплих частях короны большую часть энергии уносит солнечный ветер (поток 6 коронального газа). Температура в короне превышает 10 К. 7 В активных слоях короны температура достигает 10 К. Над активными областями могут образовываться гак называемые корональные конденсации, в которых конце:!грация частиц возрастает в десятки раз. В солнечной короне генерируется радиоизлучение Солнца в метровом диапазоне и рентгеновское излучение, усиливающееся во много раз в акт] иных областях. Из короны распространяются в межпланетное пространстве потоки частиц, образующие солнечный ветер. Между хромосферой и короной имеется сравнительно тонкий переходный слой, в котором происходит резкий скачок температуры до значений, характерных для короны. Условия в нем определяются потоком энергии из короны в результате теплопроводности. Переходный слой является источником большей части ультрафиолетового излучения Солнца. Хромосфера, переходный слой и корона дают радиоизлучение Солнца. В активных областях структура хромосферы, короны и переходного слоя меняется, но этот процесс еще мало изучен. В хромосфере возможны видимые во многих спектральных линиях внезапные и кратковременные увеличения яркости — это солнечные вспышки. Вспышки лучше всего видны в свете водородной линии, но наиболее яркие видны и в белом свете. В спектре солнечной вспышки насчитывается несколько сотен эмиссионных линий различных элементов, нейтральных и ионизированных. Температура тех слоев солнечной атмосферы, которые дают свечение в хромосферных линиях (1— 2)10 4 К, в более высоких слоях — до 10' К. Плотность частиц во вспышке достигает 1013— 10м в 1 см1, Площадь солнечных вспышек может достигать 10" м2. Обычно солнечные вспышки происходят в соседних зонах с пятнообразованиями. Они сопровождаются активизацией волошн и флоккулов, а также выбросами вещества. При вспышке выделяется большое количество энергии (до 1021—10м Дж). Предполагается, что энергия солнечной вспышки первойгчально запасается в магнитном поле, а затем быстро высвобождается, что приводит к локальному нагреву и ускорению протонов и электронов, вызывающих дальнейшее повышение температуры газа, его свечение в различных участках спектра электромагнитного излучения, образование ударной волны. Солнечные вспышки значительно увелучшают ультрафиолетовое излучение Солнца, они также сопровождаются всплесками радио- и рентгеновского излучения, выбросом корпускул высоких энергий вплоть до 1010эв. Иногда наблюдаются всплески рентгеновского излучения и без усиления свечения в хромосфере. Уровень солнечной активности меняется в течение 11-летнего цикла. Существуют также слабые колебания величины максимумов 11-летнего цикла с периодом около 90 лет. Наиболее мощные проявления солнечной активности — солнечные вспышки — происходят нерегулярно (чаше вблизи периодов максимальной активности), длительностЕ их составляет 5—40 мин, реже — несколько часов. Энергия хромосферной вспышки может достигать 1025 Дж, из которых лишь 1 — 10% приходится на электромагнитное излучение в оптическом диапазоне. В периоды повышения солнечной активности рентгеновское излучение увеличивается в диапазоне 30—10 нм в два раза, в диапазоне 10—1 нм в 3—5 раз, в диапазоне 1—0,2 нм — более чем в сто раз. Жесткое рентгеновское излучение с длиной волны менее 0,2 нм появляется в спектре Солнца после вспышек и всего лишь на короткое время.

Планеты Солнечной системы В ультрафиолетовом диапазоне (длина волны 180—350 нм) излучение Солнца за 11-летний цикл меняется всего на 1 — 10%, а в диапазоне 290—2400 нм остается практически постоянным и составляет 3,6-1026 Вт. Постоянство энергии, получаемой нашей планетой от Солнца, обеспечивает стационарность теплового баланса Земли, но отдельные компоненты излучения хромосферных вспышек могут оказывать на физические, биофизические и биохимические процессы Земли значительное влияние.

ПЛАНЕТЫ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ ПЛАНЕТЫ ЗЕМНОЙ ГРУППЫ К околосолнечным планетам земной группы относятся Меркурий, Венера, Земля и Марс. Они отличаются от планетгигантов меньшими размерами и, соответственно, меньшей массой. Эти планеты движутся внутри пояса малых планет. Планеты близки ио таким физическим характеристикам, как плотность, размеры, химический состав, но при этом каждая планета имеет свои особенности. Меркурий — самая близкая планета к Солнцу. Меркурий является эндогенно пассивной планетой и находится, по-видимому, на примитивной стадии корового развития. Планета расположена от Солнца на расстоянии 58 млн. км. Полный оборот на небе завершает за 88 сут., период вращения Меркурия вокруг своей оси равен 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. Вся поверхность Меркурия испещрена кольцевыми структурами различного размера (до 120 км в поперечнике), напоминая этим древнейшую формацию Луны, но отличаясь от нее низкой отражательной способностью (альбедо 0,056). С помощью радионаблюдений удалось определить тепловые свойства наружного покрова планеты, которые оказались близкими к свойствам тонкораздробленных пород лунного реголита. Причиной такого состояния пород, вероятнее всего, являются непрерывные удары метеоритов, почти не ослабляемые разреженной атмосферой Меркурия. Поверхность планеты вся испещрена кратерами, образование которых можно объяснить метеоритной бомбардировкой Меркурия, происходившей на первых этапах эволюции планеты миллиарды лет назад. Большим кратерам присвоены имена выдающихся людей (Бетховен, Бах, Шекспир и т. п.). Кратер Бетховена, например, имеет диаметр около 625 км, а котловина Калорис — 1300 км. Огромная котловина имеет плоскую поверхность, она испещрена трещинами и грядами. По-видимому, в начальный период существования планета испытала сильное разогревание, так как глобальное сжатие Меркурия с уменьшением его радиуса на 1—2 км при охлаждении и консолидации выразилось в образовании на его поверхности дугообразных уступов (скарпов), имеющих надвиговую природу. Атмосфера Меркурия, по сравнению с земной, сильно разрежена. Поданным, полученным с межпланетной станции «Маринер-10*, ее 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 выделиться в результате распада радиоактивных веществ, входящих в состав грунта планеты. Предположительно, Меркурий в начальном состоянии имел полностью жидкое состояние и быстрое начальное вращение, которое затем замедлилось приливным трением. У Меркурия обнаружено собственное очень слабое магнитное поле, что свидетельствует о неполной консолидации планеты. Напряженность этого магнитного поля меньше, чем у Земли, и больше, чем у Марса. Средняя плотность Меркурия (5,44 г/см') значительно выше лунной и почти равна средней плотности Земли, а его масса составляет лишь 1/18 массы Земли. Отсюда делается вывод, что Меркурий — самая богатая железом планета Солнечной системы. По всей вероятности, материнская планета Меркурия, обладавшая водородной оболочкой, создала вокруг себя особенно развитую спутниковую систему, в которую отошла большая часть ее силикатного материала. С образованием Меркурия вся эта масса спутников была навсегда им потеряна. О жизни на Меркурии говорить не приходится, так как на нем очень высокая дневная температура и отсутствует вода. Венера — вторая от Солнца (108 млн. км) и ближайшая к Земле планета Солнечной системы. Период обращения вокруг Солнца — 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. Исследование этой планеты чрезвычайно затруднено из-эа ее очень плотной и мощной атмосферы, состоящей на 95% из молекул углекислого газа СО2, приблизительно 2% азота и инертных газов, около 0,1% кислорода, небольшого количества окиси углерода, хромоводорода и фтороводорода, и 0,1% водяного пара. Диаметр Венеры — 12 100 км (95% диаметра Земли), масса — 81,5% массы Земли, или 1/408400 массы Солнца, температура у поверхности Венеры достигает 747 К, а давление 90 атм. Опять же из-за очень плотного облачного слоя, окутывающего эту планету, долго не удавалось установить период вращения Венеры. Только с помощью радиолокации установили, что он равен 243,2 сут., причем Венера вращается в обратную сторону по сравнению с Землей и другими планетами. Углекислый газ и водяной пар создают в атмосфере Венеры парниковый эффект, приводящий к сильному разогреванию планеты. Парниковый эффект возникает потому, что углекислый газ и некоторые другие молекулы, такие как Н2О, 204 Астрономия несмотря на то, что их мало, значительно поглощают инфракрасное излучение. Облачный слой Венеры, по данным, полученным со станций серии «Венера», расположен на высоте 49— 68 км над поверхностью, а по плотности напоминает легкий туман: Но большая протяженность облачного слоя делает его совершенно непрозрачным для наблюдения с Земли. Предполагается, что облака состоят из капель водородного раствора серной кислоты. Освещенность на поверхности в дневное время подобна земной в пасмурный день. Из космоса облака Венеры выглядят как система полос, располагающихся обычно параллельно экватору планеты, однако порой они образуют детали, которые были замечены еще с Земли, что и позволило установить примерно 4—5-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 9 МПа, 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 — растительности и океана с его планктоном. Самые верхние слои атмосферы Венеры состоят целиком из водорода. Водородная атмосфера простирается до высоты 5500 км. Радиолокация позволила изучить невидимый из-за облаков рельеф Венеры. В результате были выявлены складчатые горные системы с перепадом высот от 2 до 3 км, террасные вулканические кальдеры, протяженные лавовые потоки и запутанная сеть разломов. Данный рельеф возник в период интенсивной эндогенной активности Венеры, прекратившейся менее 1 млрд. лет назад. Поверхность Венеры относительно более гладкая, чем поверхность Луны. На Венере, в отличие от Луны, встречаются только крупные кольцевые структуры, диаметр которых колеблется от 9 до 50 км. Они окружены высокими валами выброшенного материала и имеют центральные горки и гладкие днища, заполненные лавой. Кольцевые структуры имеют вулканическое эксплозивное происхождение и, вполне вероятно, связаны с падением метеоритов, несмотря на защищенность планеты от внешнего воздействия плотной атмосферой. В результате сделанных исследований, можно сделать вывод, что по морфологическому облику поверхности Венера, как и Марс, является «мертвой» планетой, утратившей эндогенную активность и магнитное поле. Спутников Венера не имеет. Земля — одна из планет Солнечной системы. Ее эндогенная активность длится уже на протяжении 4,6 млрд. лет. Подооно другим планетам Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите. Расстояние от Земли до Солнца в разных точках орбиты неодинаковое. Среднее расстояние составляет приблизительно 149,6 млн. км. В процессе движения нашей планеты вокруг Солнца плоскость земного экватора (наклоненная к плоскости орбиты под углом 23°26,5') перемещается параллельно самой себе таким образом, что в одних участках орбиты земной шар наклонен* к Солнцу северным полушарием, а в других — южным. Большую часть поверхности Земли (до 71%) занимает Мировой океан. На континентах планеты распространены равнины, главным образом низменные, незначительную часть поверхности планеты занимают горы и глубоководные впадины на дне океанов. Форма Земли ближе к шарообразной. Неровности рельефа планеты поддерживаются неравномерным распределением массы в недрах Земли. Такая поверхность называется геоидом. Геоид (с точностью порядка сотен метров) совпадает с эллипсоидом вращения, экваториальный радиус которого 6 378 км, а полярный радиус на 21,38 км меньше экваториального. Разница этих радиусов возникла за счет центробежной силы, создаваемой суточным вращением Земли. Суточное вращение земного шара происходит с практически постоянной углов эй скоростью с периодом 23 ч 56 мин 4,1 с, т. е. одни звездные сутки, количество которых в году ровно на одни сутки боль!1:е, чем солнечных. Ось вращения Земли направлена северные концом приблизительно на звезду альфа Малой Медведи (ы, которая поэтому называется Полярной звездой. Одна из особенностей Земли — частично сохранившееся до настоящего времени расплавленное состояние ядра. Физическим признаком наличия жидкого ядра (по сейсмическим данным) и внутреннего флюидного запаса служит собственное магнитное поле. Под действием солнечного ветра 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 слоев атмосферы, являются азот (около 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 0,1 МПа. Предполагает, что земная атмосфера сильно изменилась 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. Одной из важнейших задач современной муки о Земле является изучение эволюции атмосферы, поверхности и наружных слоев Земли, а также внутреннего строения ее недр. О внутреннем строении Земли прежде всего судят по.особенностям прохождения сквозь различные слои Земли механических колебаний, возникающих при землетрясениях или взрывах. Ценные сведения дают также измерения величины теплового потока, выходящего из недр, результать. определений общей массы, момента инерции и полярного сжатия нашей планеты. Исходя из общей массы Земли 5,977-1027 г, тепло, выделяемое в год в результате радиоактивно! с распада в не20 драх, равно 2,3-Ю кал. Годовая потеря тепла в настоящее время составляет 2,4-1020 кал. Отсюда видно, что соблюдается приблизительное равенство между генерацией и потерей тепла. Поскольку тепло может передаваться только от более нагретого к менее нагретому веществу, температура вещества в недрах Земли выше, чем температура на ее поверхности. На основе всего комплекса научных данных пос—роена модель внутреннего строения Земли. Твердую оболочку Земли называют литосферой. Эта оболочка состоит из нескольких крупных лито:ферных плит, медленно перемещающихся одна относительно другой. По границам «соединений» плит проходит большая часть землетрясений. Верхний слой литосферы — земная кора, минералы которой состоят в основном из оксидов кремния и алюминия, оксидов железа и щелочных металлов. Земная кора имеет неравномерную толщину: на континентах — 35—65 км, под океаном — 6—8 км. Верхний слой земной коры состоит из осадочных пород, нижний — из базальтов. Между ними находится слой Планеты группы Юпитера (планеты-гиганты) гранитов, характерный только для континентальной коры. Под корой расположена так называемая мантия, имеющая иной химический состав и большую плотность. Между корой и мантией (поверхность Мохоровичича) скачкообразно увеличивается скорость распространения сейсмических волн. На глубине 120—250 км под материками и 60—400 км под океанами залегает слой мантии, называемый астеносферой. Здесь находится вещество в состоянии, близком к плавлению, вязкость его сильно понижена. Все литосферные плиты как бы плавают в полужидкой астеносфере, как льдины в воде. Более толстые участки земной коры, а также участки, состоящие из менее плотных пород, поднимаются по отношению к другим участкам коры. В это же время дополнительная нагрузка на участок коры, например вследствие накопления толстого слоя материковых льдов в Антарктиде, приводит к постепенному погружению участка. Такое явление называется изостатическим выравниванием. Ниже астеносферы, начиная с глубины около 410 км, «упаковка» атомов в кристаллах минералов уплотнена под влиянием большого давления. В результате сейсмических исследований был обнаружен резкий переход на глубине около 2920 км. Здесь начинается внешнее ядро, внутри которого находится еще одно — внутреннее ядро, радиус которого достигает 1250 км. Внешнее ядро, очевидно, находится в жидком состоянии, так как поперечные волны, не распространяющиеся в жидкости, не проходят сквозь него. Внутреннее ядро, по-видимому, твердое. У нижней границы мантии давление достигает 130 ГПа, температура там не выше 5000 К. В центре Земли температура, вероятнее всего, поднимается выше 10 000 К. Земля имеет естественный спутник — Луну. Марс по расположению четвертая от Солнца планета Солнечной системы. На звездном Небе она выглядит как немигающая точка красного цвета, которая время от времени значительно превосходит по блеску звезды первой величины. Марс периодически подходит к Земле на расстояние до 57 млн. км, значительно ближе, чем любая планета, кроме Венеры. По диаметру Марс почти вдвое меньше Земли и Венеры. Планета окутана газовой оболочкой — атмосферой, которая имеет меньшую плотность, чем земная. Атмосфера Марса состоит из углекислого газа (0,95 по объему), азота (0,027), аргона (0,016), кислорода (0,02) и водяного пара (0,01—0,015). 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. Максимально высокая температура на стороне, обращенной к Солнцу, -33°С, самая низкая — вблизи южного полюса -139'С, вблизи северного полюса -123°С. Из полученных сведений о температуре на Марсе объяснилась и природа полярных шапок, которые видны в телескоп как светлые, почти белые пятна возле полюсов планеты. Когда в северном полушарии Марса наступает лето, северная полярная шапка быстро тает в размерах, но в это время растет другая — возле южного полюса, где наступает зима. Оказывается, обе полярные шапки состоят из твердой двуокиси углерода, т. о. сухого льда, который образуется при замерзании углекислого газа, входящего в состав атмосферы, и из водяного льда с примесью минеральной пыли. В атмосфере Марса наблюдаются облака и присутствует более или менее плотная дымка из мелких частиц пыли и кристалликов льда. При отсутствии облаков видно, что газовая оболочка Марса значительно прозрачнее, чем земная, и ультрафиолетовые лучи, опасные для живых организмов, влияют на планету. Солнечные сутки на Марсе длятся 24 ч 39 мин. Марсианский год длится около 686,9 дней. Поверхность Марса очень расчленена, на.ней имеются крупные каньоны, многочисленные высокие уступы и откосы. В образцах грунта с Марса было обнаружено большое содержание окислов кремния и железа. Количество серы (в виде сульфатов) в десятки раз превышает содержание ее в земной коре. На снимках Марса найдены следы как ударно-метеоритной, так и вулканической активности, а также следы многих процессов разрушения и сглаживания рельефа поверхности, перемещения и отложения наносов. В южном полушарии планеты сохранилась первичная, сильно кратерированная кора на огромных плато, возвышающихся на 2—4 км над условным нулевым уровнем. В северном полушарии первичная кора представлена фрагментарно, здесь преобладают наложенные вулканические депрессии, расположенные на 1—3 км ниже нулевого уровня, и поднятия с высочайшими щитовыми вулканами. На снимках поверхности Марса отчетливо видны «борозды», по форме сходные с руслами рек на Земле. Поскольку существование рек на планете исключается, можно предположить, что эти русла возникли в результате растапливания подповерхностного водяного льда в зонах повышенного выделения тепла планеты. Марс имеет два небольших спутника — Фобос (27 км) и Деймос (15 км). Спутники вращаются синхронно с планетой (в плоскости ее экватора) по круговым орбитам радиусом 6 и 20 тыс. км соответственно. С помощью космических аппаратов установлено, что спутники имеют неправильную форму и в своем орбитальном положении остаются повернутыми к планете всегда одной и той же стороной. Поверхность спутников состоит из очень темных минералов и покрыта многочисленными кратерами, один из которых (на Фобосе) имеет поперечник около 5,3 км. Кратеры, вероятнее всего, возникли в результате метеоритной бомбардировки, а происхождение системы параллельных борозд остается неизвестным. 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.

ПЛАНЕТЫ ГРУППЫ ЮПИТЕРА (ПЛАНЕТЫ-ГИГАНТЫ) К этой группе относятся гигантские флюидные планеты (Юпитер, Уран, Сатурн, Нептун), которые обладают мощным тепловым запасом в своих недрах. По составу флюидных оболочек эти планеты подразделяются на периферические с оболочками существенно водного состава (Уран, Нептун) и водородные планеты, занимающие внутреннюю позицию в Солнечной системе (Юпитер, Сатурн) без существенного отличия от солнечного состава.

206 Астрономия Юпитер — по расположению пятая от Солнца и самая большая планета Солнечной системы. Юпитер выглядит как золотой диск, слегка сплюснутый перпендикулярно полюсам. Эта планета отстоит от Солнца в 5,2 раза дальше, чем Земля, и затрачивает на один оборот по орбите почти 12 лет. Экваториальный диаметр Юпитера 142 600 км (в 11 раз больше диаметра Земли). Период вращения Юпитера вокруг оси в экваториальной области составляет 9 ч 50 мин, вблизи полюсов — 9ч 55 мин. Таким образом, Юпитер, подобно Солнцу, вращается не как твердое тело, так как скорость его вращения неодинакова в разных широтах. Из-за быстрого вращения эта планета имеет сильное сжатие у полюсов. Масса Юпитера равна 318 массам Земли. Средняя плотность его вещества близка к 3 плотности Солнца — 1,33 г/см. Ось вращения Юпитера почти перпендикулярна к плоскости его орбиты (наклон 87°). Флюидная оболочка Юпитера состоит в основном из водорода (74%) и гелия (26%), а также метана (0,1%) и небольшого количества этана, ацетилена, фосфена и водяного пара. Атмосферный слой имеет толщину около 1000 км. Планету окутывает слой облаков, но все детали на поверхности Юпитера постоянно меняют свой вид, потому что в этом слое происходят бурные передвижения, связанные с переносом большого количества энергии. Облака Юпитера состоят из кристалликов и капелек аммиака. Наиболее примечательной деталью планеты является Большое Красное Пятно, наблюдающееся уже более 300 лет. Это громадное овальное образование, размерами около 35000-14000 км, расположенное между Южной тропической и Южной умеренной полосами. Цвет его красноватый, но подвержен изменениям. Предположительно, Большое Красное Пятно поддерживается за счет конвективных ячеек, через которые из недр выносится к видимой поверхности Юпитера его вещество и внутреннее тепло. В 1956 г. было обнаружено радиоизлучение Юпитера на волне 3 см, соответствующее тепловому излучению с температурой 145 К. По измерениям в инфракрасном диапазоне температура наружных облаков Юпитера составила 130 К. Уже достоверно установлено, что Юпитер испускает тепло, количество которого более чем вдвое превышает тепловую энергию, получаемую им от Солнца. Возможно, что тепло выделяется из-за того, что на планете-гиганте наблюдается постоянно идущее сжатие (1мм в год). В центре планеты — огромное железокаменное ядро, которым генерируется мощное магнитное поле. Магнитное поле планеты оказалось сложным и состоит как бы из двух полей: дипольного (подобного земному), которое простирается до 1,5 млн. км от Юпитера, и не дипольного, занимающего остальную часть магнитосферы. Напряженность магнитного поля у поверхности в 20 раз больше, чем на Земле. Кроме этого, Юпитер еще является и источником радиовсплесков (резких скачков мощности излучения) на волнах длиной от 4 до 85 м, они продолжаются от долей секунды до нескольких минут или даже часов. Длительные всплески включают в себя целую серию возмущений, состоящих из своеобразных шумовых бурь и гроз. Согласно современным гипотезам, эти всплески объясняются плазменными колебаниями в ионосфере планеты. Юпитер имеет 15 спутников. Первые 4 спутника открыты еще Галилеем (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто). Они, а также внутренний, самый близкий спутник Амальтея движутся почти в плоскости экватора планеты. По размерам Ио и Европа сравнимы с Луной, а Ганимед и Каллисто — больше Меркурия, но по массе значительно ему уступают. Внешние спутники обращаются вокруг планеты по сильно вытянутым орбитам с большими углами наклона к экватору (до 30°). Это маленькие тела (от 10 до 120 км), по-видимом;

неправильной формы. Четыре внешних спутника Юпитера обращаются вокруг планеты в обратном направлении. В экваториальной области Юпитер окружен системой колец. Кольцо расположено на расстоянии 50 000 км от поверхности планеты, его ширина около 1 000 км. Сатурн — вторая по величине, но и с :иая легкая (со 3 средней плотностью 0,69 г/см ) планета в Солнечной системе. 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. Подобно Юпитеру он вращается вокруг своей оси очень быстро (с периодом вращения около 10 ч) и поэтому заметно сплюснут. Спектроскопические исследования позволили обнаружить в атмосфере Сатурна некоторые молекулы. В 1едрах планеты заключена мощная тепловая энергия, которуо она излучает (в 2,5 раза больше, чем получает от Солнца). Температура поверхности облаков на Сатурне близка к температуре плавления метана (-184°С), твердые частицы которого скорее всего и содержатся в облачном слое планеты. Атмосфера по составу сходна с гёлиево-водородной атмосферою Юпитера, хотя метана в ней больше, а аммиака меньше. В телескоп видны вытянутые вдоль экватора темные полосы (пояса) и светлые зоны, которые менее контрастны, чем на Юпитере, гораздо реже в них наблюдаются отдельные белые и красные пятна. У Сатурна устанавливается мощное магнитное поле с осью, почти совпадающей с осью вращения планеты. Сатурн состоит из железокаменного жидкого центрального я ipa (приблизительно земного размера), которое окружено флюидной оболочкой из водорода, гелия, метана, аммиака и воды. Сатурн окружен кольцами (толщиной около 3 км), которые хорошо видны в телескоп в виде «ушек* по обе стороны диска планеты. Они были замечены еще в 1610 г. Галилеем. Плоскость колец практически совпадает с плоскостью экватора планеты и имеет постоянный наклон к пл с скости орбиты, равный приблизительно 27°. Кольца Сатурна — одно из самых удивительных и интересных образований в Солнечной системе. Плоская система колец опоясывает плане гу вокруг экватора и нигде не соприкасается с поверхностью В кольцах разделяются три основные концентрические зоны, разграниченные узкими щелями: внешнее кольцо А (диаметром около 275 тыс. км), среднее В (наиболее яркое) и внутреннее кольцо С, относительно прозрачное. Наиболее близки;

к планете слаборазличимые части внутреннего кольца обозначаются символом D. Обнаружено также существование практически прозрачного внешнего кольца D'. Кольца вращаются вокруг Сатурна и скорость движения их внутренних слоев больше, чем наружных. Кольца Сатурна представляют собой плоскую систему из множества мелких спутников планеты. У Сатурна известно 17 спутников. Самый большой спутник — Титан, он также один из самых больших по размеру и массе спутников в Солнечной системе. Спутник Янус — самый близкий к Сатурну, расположен почти вплотную к планете. Один из спутников — Феба — движется по орбите с довольно большим эксцентриситетом в обратном направлении. Уран — по расположению седьмая от Солнца планета, но диаметру (с радиусом 25 650 км) почти вчетверо больше Земли. Очень удален от Солнца и освещен сравнительно слабо. Средняя плотность Урана (1,58 г/см3) несколько больше, чем плотность Сатурна и Юпитера, хотя вещество в недрах этих Луна гигантов сжато гораздо сильнее, чем на Уране. В составе атмосферы Урана по спектроскопическим наблюдениям найдены водород и небольшое количество метана, имеется, по косвенным признакам, относительно большое количество гелия. Как и другие планеты-гиганты, Уран имеет такой состав, вероятно, почти до самого центра. Уран до сих пор плохо изучен, так как рассмотреть его крайне сложно из-за малых угловых размеров в поле зрения телескопа. По этой же причине невозможно изучить и закономерности вращения планеты. По-видимому, Уран (в отличие от других планет) вращается вокруг своей оси как бы лежа на боку. Такой наклон экватора создает необычные условия освещения: на полюсах в определенный сезон солнечные лучи падают почти отвесно, а полярные день и 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 его 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, где Солнце расположено в зените, температура на видимой поверхности облаков составляет около -215°С. При таких температурных условиях некоторые газы замерзают. Железокаменное ядро Урана по размеру (около 8000 км) больше сопоставимо с планетами земной группы. Генерирующее магнитное поле Урана также сходно с земным. Необычной особенностью Урана является система опоясывающих колец, удаленность которых от планеты составляет от 1,6 до 1,85 радиуса Урана. Узкие кольца, выглядящие как «ниточные» образования, состоят из множества отдельных непрозрачных и, по-видимому, очень темных частиц. В области колец находится целая система радиационных поясов, заполненных частицами высоких энергий, схожих с земными радиационными поясами, но отличающихся высоким уровнем радиации. Уран имеет 6 спутников, вращающихся по орбитам, плоскости которых практически совпадают между собой. Вся система в целом отличается необычайным наклоном — ее плоскость почти перпендикулярна к средней плоскости всех планетных орбит. Нептун — восьмая по счету планета Солнечной системы и близкий аналог Урана, имеющий чуть большую массу и несколько меньший радиус. Средняя удаленность Нептуна от Солнца - 4,5 млрд. км, период вращения по орбите - 164 года и 288 дней. Экваториальный диаметр Нептуна составляет 50 200 км;

средняя плотность - 2,30 г/см3. Характеристики Нептуна типичны для планет-гигантов, состоящих главным, образом из водорода и гелия с примесью соединений других химических элементов. Нептун имеет тяжелое ядро, содержащее силикаты, металлы и другие элемен* ты, входящие в состав земной группы. Флюидная (в основ' ном водная) оболочка атмосферы состоит из водорода, гелия и метана. Нептун обладает сильным магнитным полем, ось которого, как и Урана, наклонена примерно на 50° к оси вращения и смещена от центра планеты приблизительно на 10 000 км. В отличие от спокойной замерзающей поверхности Урана на поверхности Нептуна господствуют сильные ветры, вызывающие штормы из мощных струй газов, поднимающихся из недр планеты. Детали поверхности Нептуна различить очень трудно. Нептун имеет всего лишь два спутника. Первый — Тритон — по размерам и массе больше Луны, имеет обратное на-> правление орбитального движения. Второй спутник —Нереида—в отличие от первого, 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. Плутон — девятая планета Солнечной системы, наиболее удаленная от Солнца (39,5 а. е.) точка. Плутон совершает оборот по орбите очень медленно — за 247,7 года. Орбита имеет необычно большой наклон (17°) к плоскости эклиптики, и вытянута настолько, что в перигелии Плутон подходит к Солнцу на более короткое расстояние, чем Нептун. Изучать Плутон очень сложно из-за значительной удаленности от Солнца и слабой его освещенности. Диаметр Плутона около 3 тыс. км. Поверхность Плутона, нагреваемая Солнцем до -220° С, даже в наименее холодных полуденных участках покрыта, по-видимому, снегом из замерзшего метана. Атмосфера планеты разреженная и состоит из газообразного метана с возможной примесью инертных газов. Блеск Плутона меняется с периодом вращения 6 сут. 9 ч. Относительно недавно выяснилось, что эта же периодичность соответствует орбитальному движению спутника Плутона — Харона. Спутник относительно яркий, но расположен настолько близко к планете, что его изображение на фотоснимках сливается с изображением Плутона и он выглядит как «горб» планеты. Харон, как и Плутон, представляет собой скопление кометного вещества, т. е. смеси льда и пыли. Удалось вычислить массу системы «Плутонспутник»: 1,7% массы Земли. Почти вся она сосредоточена в Плутоне, так как диаметр спутника, судя по блеску, мал по сравнению с диаметром планеты. Средняя плотность Плутона составляет приблизительно 0,7—1,12 г/см3. Такая малая плотность означает, что Плутон состоит преимущественно из летучих химических элементов и соединений, т. е. состав его подобен составу планет-гигантов и их спутников.

ЛУНА / вариант Луна — ближайшее к нам небесное тело и единственный спутник Земли. Пара «Земля —Луна» гравитационно связана. Следует отметить, что разрыв этой пары не произошел только из-за того, что она находится на достаточном расстоянии от Солнца, а также из-за того, что Луна имеет сравнительно малую массу. За время своего образования система «Земля — Луна» под влиянием приливов претерпела значительную эволюцию. Например, было время, когда обе планеты были весьма близки и период вращения Земли был почти на 10?» быстрее, а это значит, что в девонском периоде в году было около 450 суток.

208 Астрономия Форма Луны близка к шару, экваториальный диаметр ее составляет 3477 км. Масса Луны в 81,3 раза меньше массы 22 Земли и составляет 7,35-Ю кг. Средняя плотность Луны рав3 на 3,34 г/см (0,61 средней плотности Земли). Так как плотность Луны близка к плотности силикатов, это означает, что у нее нет массивного железного ядра. Скорость вращения Луны вокруг оси совпадает с угловой скоростью обращения вокруг Земли, поэтому Луна всегда обращена к Земле одним и тем же полушарием. Спутник Земли движется со скоростью 1,02 км/с по приблизительно эллиптической орбите в направлении против часовой стрелки. Плоскость орбиты Луны наклонена к эклиптике под углом 5°8'48", подверженным небольшим колебаниям. Большая полуось орбиты Луны, равная среднему расстоянию между центрами Земли и Луны, составляет 384 400 км (приблизительно 60 радиусов Земли). Вследствие эллиптичности орбиты (эксцентриситет равен 0,0549) и возмущений расстояние до Луны колеблется от 356 400 до 406 800 км. Период обращения Луны вокруг Земли (сидерический месяц) равен 27,32 земных суток, но подвержен небольшим колебаниям и очень малому вековому сокращению. Ускорение свободного падения на поверхности Луны в 6 раз меньше, чем на Земле, равно 1,62 м/с 2. Первая космическая скорость Луны 1680 м/с, вторая — 2 375 м/с. Луна не имеет атмосферы, так как из-за малого притяжения она не могла удержать газовую оболочку, а также воду в свободном состоянии. В отличие от Земли, Луна не имеет собственного магнитного поля. Земля и Луна относятся к очень древним образованиям. Около 3 млрд лет назад на Луне был расцвет вулканизма, тогда Луна обладала сильным магнитным полем. Но затем развитие формации богатых железом меланократовых базальтов, выполняющих депрессии, прекратилось в результате консолидации Луны, а одновременно с этим прекратило существование и магнитное поле Луны. Поверхность Луны довольно темная, ее альбедо равно 0,073, т. е. она отражает в среднем лишь 7,3% световых лучей Солнца. В зависимости от фаз это количество света уменьшается гораздо быстрее, чем площадь освещенной части Луны, так что когда Луна находится в четверти и мы видим половину ее диска светлой, она посылает нам не 50%, а лишь 8% света от полной Луны. Лунный свет значительно краснее солнечного. Луна вращается относительно Солнца с периодом, равным синодическому месяцу, поэтому день на Луне длится почти 15 суток и столько же продолжается ночь. Не будучи защищена атмосферой, поверхность Луны нагревается днем до +110°С, а ночью остывает до -120°С, однако эти огромные температурные колебания почти никак не влияют на поверхность Луны, так как из-за чрезвычайно слабой теплопроводности поверхностных слоев колебания проникают впубь лишь на несколько дециметров. По этой же причине во время полных лунных затмений нагретая поверхность Луны быстро охлаждается, хотя некоторые места дольше сохраняют тепло, поэтому можно предположить, что на Луне имеются так называемые горячие пятна, характеризующиеся большой теплоемкостью. * Рельеф поверхности Луны был изучен в основном посредством многолетних телескопических наблюдений. Кратеры (и кольцевые структуры) на поверхности Луны подразделяются на эндогенные, связанные с вулканической деятельностью взрывного характера, и космогенные, обусловленные падением на поверхность Луны метеоритов. Кратеры эндогенной природы имеют блюдцеобразную форму, с ростом их диаметра отмечено и незначительное увеличение глубины. Формирование этих кратеров связано с развитием плоских вулканических структур и общей деструкцией и обновлением на Луне древней коры. Это большей, частью крупные образования диаметром от 20 до 200 км. Подобными кратерами фиксируются растяжение и утонение коры (рифтинг) и направления подъема к поверхности магматических масс н:, пути формирования огромных вулканических депрессий — Море Ясности, Море Дождей. Образование вулканических де г рессий — ярко выраженное проявление эндогенной активное л Луны на стадии, когда наружные слои ее консолидировал 1:ь, а недра еще оставались в расплавленном состоянии. Космэгенные кратеры чашеобразные, небольшие, характеризующиеся быстрым возрастанием глубины с увеличением их размера. «Лунные моря» занимают около 40% видимой поверхности Луны и представляют собой огромные равнинные низменности, пересеченные трещинами и невысокими извилистыми валами. Крупных кратеров на морях сравните.! зно мало. Многие моря окружены концентрическими кольцевыми хребтами. Остальная, более светлая поверхность покрыта многочисленными кратерами, кольцевидными хребтами, бороздами-И т. д. Кратеры на лунной поверхности имеют различный относительный возраст: от древних, едва различимых образований до очень четких в очертаниях молодых кратеров, иногда окруженных светлыми «лучами». При этом ми.годые кратеры накладываются на более древние, перекрывают их. В одних случаях кратеры врезаны в поверхность.лун-шх морей, а в других — горные породы морей перекрывают кратеры. Тектонические разрывы то рассекают кратеры и моря, то сами перекрываются более молодыми образованиями. Наравне с крупнейшими депрессиями прослеживаются протяжные рифтовые структуры, например Альпийская долта. По рельефу этой долины наглядно прослеживаются протекавшие процессы растрескивания и растяжения первичной коры Луны под напором флюидных базальтовых расплавов, поднимающихся из ее недр. По данным межпланетных станций, обратная, невидимая сторона Луны почти полностью преде: авлена первичной, сильно иссеченной кратерами корой и содержит только одну вулканическую депрессию диаметром около 350 км и одну рифтовую долину протяженностью около 240 км. Отсюда следует, что «темная» сторона Луны бьла более эндогенно пассивной по сравнению со «светлой» стороной, на которой вулканическая активность усиливалась гравитационным полем Земли. Абсолютный возраст лунных образований установлен только в нескольких точках, в основном же можно предположить, что возраст наиболее крупных кратеров (которые составляют основную массу) составляет 3—4 м/рд. лет, то есть образованы они были в «доморской» период;

зозраст же наиболее молодых крупных кратеров составляет десятки и сотни миллионов лет. Изменение лунного рельефа происходило под влиянием как внутренних, так и внешних воздействий. С помощью радиоизотопного анализа было установлено, что между 3,2 и 4,6 млрд. лет назад Луна имела жидкое ядро, в расплавленном материале которого возникала конвенция, то есть недра Луны были разогреты радиоактивными теплом, в результате чего на ее поверхность постоянно извергалась лава. Так образовались гигантские лавовые поля, изрядное количество вулканических кратеров, а также многочисленные трещины и уступы. Вместе с этим на поверхность Луны выпадало огромное количество метеоритов и астероидов, при взрывах которых возни Луна кали кратеры размером от микроскопических лунок до кольцевых структур поперечником в несколько сотен километров. Из-за отсутствия атмосферы и гидросферы значительная часть этих кратеров сохранилась и до наших дней. В настоящее время метеориты падают на Луну гораздо реже;

вулканизм практически прекратился, поскольку Луна израсходовала слишком много тепловой энергии, а радиоактивные элементы были вынесены во внешние слои. Об остаточном вулканизме свидетельствуют истечения углеродсодержащих газов в лунных кратерах. На Луне и сейчас происходят незначительные колебания, напоминающие слабые землетрясения, зарегистрированные сейсмографами, установленными на Луне американскими астронавтами. Современная техника также позволила установить и внутреннее строение Луны, которая состоит из ядра радиусом около 750 км, мантии толщиной до 1 000 км и коры, толщина которой приблизительно равна 60 км. Луна не является самосветящимся телом, поэтому мы можем наблюдать ее только в той части, куда попадают прямые солнечные лучи или лучи, отраженные Землей. Этим можно объяснить и фазы Луны. Ежемесячно Луна, двигаясь по орбите, проходит между Солнцем и Землей, то есть она не отражает солнечных лучей и как бы обращена к нам своей темной стороной, поэтому в это время на Земле наблюдается новолуние. После этого через пару дней на западной части неба наблюдается зарождение «молодой» Луны в виде узкой яркой серповидной полоски. Остальная часть лунного диска может в это время слабо освещаться Землей, повернутой к спутнику своим дневным полушарием. Такое слабое свечение называют пепельным светом Луны. Через 7 суток Луна отходит от Солнца на 90°. Первая четверть наступает, когда освещается ровно половина диска Луны и терминатор (линия раздела светлой и темной стороны) как бы становится диаметром лунного диска. В последующие дни терминатор постепенно выгибается, становится выпуклым, вид Луны предстает почти полностью освещенным, и через несколько суток наступает полнолуние. Затем, начиная с западного края диска Луны, возникает постепенно распространяющееся потемнение, а на 22-е сутки уже наблюдается последняя четверть, когда Луна вновь представлена в виде полукруга, но на сей раз выпуклость терминатора обращена к востоку. Угловое расстояние Луны от Солнца уменьшается, она опять сужается до серповидной формы и вновь наступает новолуние. Промежуток между двумя последовательными полнолуниями называется синодическим месяцем и продолжительность его составляет 29,53 суток. Синодический месяц больше сидерического, так как Земля за это время проходит примерно 1/13 своей орбиты, а Луна, чтобы пройти между Солнцем и Землей, должна дополнительно пройти 1/13 часть своей орбиты, на что уходит около двух суток. Луна играет немаловажную роль в жизни Земли. Обращаясь вокруг Земли, она вызывает на ней приливы и отливы. Луна расположена от нашей планеты так близко, что притягивает воду и вызывает приливы.тех морей и океанов, которые в тот момент находятся под ней. ЛУННАЯ ОРБИТА Луна движется вокруг Земли. Средняя скорость движения Луны по орбите составляет 1,02 км/с, форма орбиты приближается к эллипсу. Направление орбитального движения Луны совпадает с направлением движения большинства планет Солнечной системы. Если за точку отсчета принять Северный полюс мира, то можно сказать, что Луна движется против часовой стрелки. (Напоминаем, что Северный полюс мира и земной Северный полюс — абсолютно разные понятия. Северный полюс мира — точка на небесной сфере, вокруг которой происходит видимое суточное перемещение звезд, причем сама она остается неподвижной. В Северном полушарии такая точка находится там, где мы видим Полярную звезду.) Большая полуось орбиты Луны, определяемая как среднее расстояние между центрами Земли и Луны, равна 384 400 км (что примерно в 60 раз больше радиуса Земли). Наименьшее расстояние до Луны равно 356 400, наибольшее — 406 800 км. Время, за которое Луна совершает полный оборот вокруг Земли, называется сидерическим (звездным) месяцем. Оно равно 27,32166 суток. Вследствие очень сложного движения Луны, на которое влияет притяжение Солнца, планет, а также форма Земли (геоид), продолжительность сидерического месяца подвержена небольшим колебаниям, кроме того, установлено, что период обращения нашего спутника вокруг Земли медленно уменьшается. Изучение движения Луны вокруг Земли является одной из труднейших задач небесной механики. Эллиптическая орбита является лишь удобной математической абстракцией, на самом деле на нее накладываются многие возмущения. Главнейшие из этих возмущений, или неравенств, были открыты из наблюдений. После формулировки закона всемирного тяготения были теоретически выведены возмущения, приводящие к видимым отклонениям в орбитальном движении планет. Луна притягивается Солнцем в 2,2 раза сильнее, чем Землей, так что теоретически наблюдатель с другой планеты или планетной системы сказал бы, что видит движение Луны вокруг Солнца и возмущения этого движения Землей. Однако мы наблюдаем движение Луны так, как это выглядит с Земли, поэтому гравитационная теория, которую разрабатывали многие крупнейшие ученые начиная с И. Ньютона, рассматривает движение Луны именно вокруг Земли. Наиболее детально теоретические основы такого изучения были разработаны американским математиком Дж. Хиллом. На базе его разработок американский астроном Э. Браун в 1919 году рассчитал возможные математические значения, принимаемые функциями, описывающими широту, долготу и параллакс Луны, причем аргументом является время. Браун составил таблицы возможных значений переменных. Плоскость орбиты Луны не параллельна к эклиптике, а наклонена к ней под углом 5°8'43"(эклиптика — линия, проходящая через точки, на которые последовательно проецируется Солнце при наблюдениях с Земли, то есть видимый годовой путь Солнца на фоне зодиакальных созвездий). Из-за гравитационных возмущений этот угол подвержен небольшим колебаниям. Точки пересечения орбиты с эклиптикой называются восходящим и нисходящим узлами. Они смещаются относительно нее в направлении, противоположном направлению движения Луны по орбите, то есть имеют неравномерное попятное движение. За 6794 суток (около 18 лет) узлы совершают полный оборот но эклиптике. Луна находится в одном и том же узле каждый драконический месяц. Так называют ин // вариант Луна — естественный спутник Земли. Это ближайшее к нам небесное тело, доступное наблюдению невооруженным глазом. Расстояние до Луны составляет 384 000 километров, что значительно меньше расстояния до Солнца (0,0256 астрономической единицы;

а. е.™ 150 000 000 км).

8- 210 Астронемий тервал времени - более короткий, чем сидерический месяц, и в среднем равный 27,21222 суток. Продолжительность драконического месяца определяет периодичность солнечных и лунных затмений. У Луны есть собственное движение вокруг оси, хотя с Земли его нельзя наблюдать. Дело в том, что период суточного вращения Луны вокруг оси, наклоненной к плоскости эклиптики под углом 88°28', точно равен сидерическому месяцу. Луна совершает полный оборот вокруг оси за то же время, что и полный оборот вокруг Земли, поэтому она повернута к Земле всегда одной и той же стороной. Периоды вращения вокруг оси и орбитального обращения совпадают вполне закономерно. Они выровнялись в то время, когда Земля производила приливные возмущения в твердой или жидкой оболочке Луны. Однако равномерное вращение Луны вокруг оси сочетается с неравномерным движением по орбите. Поэтому происходит периодическое отклонение направления видимой части Луны к Земле, достигающее 7°54' по долготе. В свою очередь наклон оси вращения Луны к плоскости ее орбиты дает отклонения до 6°50' по широте. Наблюдатели давно определили, что в разное время можно видеть с Земли разную по площади часть лунной поверхности — максимально до 59% всей поверхности Луны. Часть видимого лунного диска, расположенная возле его краев, сильно искажена и видна в перспективной проекции. Небольшое «качание» Луны относительно ее среднего положения, наблюдаемое с Земли, называется либрацией Луны (от латинского глагола, означающего «раскачивать»). Подробнее остановимся на разновидностях либрации. Либрация по долготе вызвана тем, что вращение Луны вокруг оси практически равномерное, а обращение вокруг Земли — неравномерное. Из-за этого с Земли можно наблюдать то западную, то восточную часть обратной стороны. Максимальное значение либрации по долготе •— 7°45'. Либрация по широте происходит потому, что плоскость лунного экватора наклонена к плоскости эклиптики под углом Г5', а угол между лунной орбитой и эклиптикой добавляет еще 5'. В результате сложения углов лунный экватор наклонен к лунной орбите под углом, близким к 6,5°. Пиэтому при обращении вокруг Земли Луна слегка «поворачивается» к наблюдателю то южным, то северным полюсом, и можно частично видеть околополярные зоны обратного полушария. Значение либрации по долготе достигает 6°4Г. Точки пересечения плоскости экватора Луны, эклиптики и лунной орбиты всегда лежат на одной прямой (закон Кассини). ФОРМА ЛУНЫ Форма Луны (эллиптический селеноид) приближается к шару. Лунный радиус составляет 1737,53 км, что равно 0,2724 экваториального радиуса Земли. Площадь поверхности Луны составляет 3,8-Ю7 км2, а объем 2,2-Ю25 см3. Масса Луны равна 0,0123 земной массы, что составляет 7,35-Ю25 г. Средняя плотность Луны равна 3,34 г/см3, или 0,61 средней плотности Земли. Форму Луны позволили уточнить исследования либрации. Длительное изучение этого эффекта помогло оценить размеры главных полуосей селеноида. Экваториальная ось, направленная в сторону Земли, больше полярной оси на 700 м, а экваториальная ось, перпендикулярная направлению к Земле, больше полярной на 400 м. Это значит, что Луна немного вытянута в сторону Земли. Приливные силы, создаваемые притяжением Земли, стали причиной возникновения твердых приливных волн на поверхности Луны. Эти волны образовали два «приливных горба» на двух полушариях Луны, ФАЗЫ ЛУНЫ Луна не является самосветящимся телом, как и все планеты. Наблюдать ее можно лишь в той степени, в какой она освещается Солнцем. Из-за особенностей движения Луна всегда освещается Солнцем только с одной стороны, но земной наблюдатель в разное время видит освещенную половину поразному. Луна изменяет свою видимую форму, и эти изменения называются фазами. Фазы зависят от относительного расположения Земли, Луны и Солнца. Новолуние — фаза, когда Луна находится между Землей и Солнцем. В этот момент она невидима для земного наблюдателя. Полнолуние — противоположная точка лунной орбиты, в которой ее освещенное Солнцем полушарие видно земному наблюдателю полностью. Промежуточные фазы — положение Луны между новолунием и полнолунием, когда земной наблюдатель видит большую или меньшую часть освещенного полушария. Их называют четвертями. Первая четверть — фаза, наступающая через 2—3 суток после новолуния. Луна в первой четверти появляется в момент захода Солнца и видна на небе как тонкий серпик, выпуклой стороной обращенный в сторону Солнци В течение примерно недели видимый на небе серп Луны увеличивается в размерах, постепенно превращаясь в полукруг, — это вторая четверть. Постепенно увеличиваясь в размерах, полукруг достигает стадии полнолуния, а затем начинает уменьшаться вновь до полукруга и узкого серпа, выпуклой стороной вновь обращенного в сторону Солнца. Это последняя четверть. Весь цикл занимает промежуток, который называет :я синодическим месяцем. Он равен промежутку времени ме:«ду двумя последовательными одинаковыми фазами. Внешний край видимого диска называг-ся лимбом. Граница между освещенным и неосвещенным участком лунной поверхности называется терминатором. Терминатор во время первой и последней четверти имеет форму почти прямой, он перемещается по поверхности Луны во время смены лунных фаз. Из-за сложности лунного рельефа терминатор неровный, что хорошо видно в телескоп. Рядом с термкнатором на неосвещенной части лунного диска видны яркие точки — вершины гор, освещенные Солнцем. Во время фаз, при которых Луна выглядит узким серпом, в хорошую погоду можно невооруженным глазом увидеть свечение ночной части лунного диска. Это явление называют пепельным светом Луны. Пепельный свет — результат того, что Земля достаточно ярко освещает ночную сторону Луны. Кульминация Луны (прохождение через небесный меридиан) в разных фазах приходится на разнос время. В полнолуние Луна кульминирует в полночь по местному времени, и первой четверти примерно в 18 часов, а в последней — примерно в 6 часов. Синодический месяц больше сидерического, так как Земля за это время проходит примерно 1/13 своей орбиты, и Луна, Луна чтобы вновь пройти между Землей и Солнцем, должна пройти дополнительно еще 1/13 часть своей орбиты, на что тратится немногим более 2 суток. Если в новолуние Луна находится рядом с одним из узлов лунной орбиты, наблюдается солнечное затмение. Если же вблизи узла орбиты Луна находится в полнолуние, с Земли наблюдается лунное затмение.

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 27 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.