*Профессор уже почти закончила украшать аудиторию, в который обычно проходили лекции, когда первые ученики стали заполнять класс. Взмахнув волшебной палочкой и доставив последний макет на свое место под потолком, Рената довольно улыбнулась. Теперь ученики могли увидеть отличную копию любой планеты, пусть и в уменьшенном масштабе.*— Доброе утро любителям Астрономии! Сегодня мы начнем более детально рассматривать планеты нашей Солнечной системы. Надеюсь, вас не сильно удивила тема: мы с вами быстро, я бы сказала, неожиданно быстро рассмотрим газовых гигантов, которые находятся далеко от Солнца и Земли, но в пределах Солнечной Системы. Эта тема — одна из моих любимых, поэтому я с удовольствием открою вам все прелести этих планет.
—
Юпитер— настоящий космический гигант. А если быть точнее, то самая большая планета Солнечной системы. Масса Юпитера в 318 раз превосходит массу Земли и в два раза — массу всех планет, кроме самого Юпитера, из Солнечной Системы. Если же быть еще точнее, то внутри Юпитера поместится чуть больше 1300 таких планет, как Земля.
Юпитер — это первая из четырех газовых планет, отделенных поясом астероидов от планет земной группы. Наперед сообщу, что к газовым планетам относятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Все они — газовые гиганты, то есть в их составе больше газа, чем твердого вещества. К примеру, Юпитер на 97% состоит из водорода и гелия с примесями метана, аммиака, воды и других химических компонентов.
— Более того, астрономы полагают, что по строению Юпитер напоминает газопылевое облако или, возможно,
часть околосолнечной туманности, в которую миллиарды лет назад входило Солнце и все будущие планеты Солнечной системы. Как будто часть туманности уплотнилась, приняла округлые очертания и стала планетой. Поэтому на Юпитер, как и на Солнце, невозможно высадиться, ведь на нем нет твердой поверхности. То, что мы будем называть поверхностью Юпитера, на самом деле является облаками, движущимися над телом планеты, состоящим из жидкого водорода.
Теперь предлагаю более детально рассмотреть
состав этой удивительной планеты. Мир Юпитера совершенно не такой, как любой из планет земной группы. Его атмосфера в основном содержит водород и гелий примерно в той же пропорции, как у Солнца. По мере продвижения в глубину атмосферы она становится плотнее и горячее. Более тяжёлые элементы сконцентрировались вблизи центра планеты в виде горячего ядра из жидкой воды и расплавленных пород. Наблюдая снаружи, мы видим верхнюю часть самого верхнего слоя облаков с отдельными проблесками облачных слоёв из гидросульфида аммония и воды на ещё большей глубине. Самые верхние облака образованы замёрзшими частицами аммиака, окрашенными каким-то неизвестным для нас образом; в результате атмосферной циркуляции из них формируются полосы и вихри. Самый крупный из таких вихрей —
Большое Красное Пятно, существующее по меньшей мере 100 лет, а возможно, и гораздо дольше. Этот гигантский вихрь движется вокруг своего центра с огромной скоростью — 500 км/ч. Размеры пятна не стабильны и постоянно меняются. Важной особенностью этой красивой планеты является чередование темных и светлых полос на ее поверхности. Это облака, которые под действием сильного ветра вытягиваются в длинные ленты и создают такие узоры.
— Но, несмотря на то, что Юпитер в основном состоит из газа, легковесным его не назовешь. На его экваторе разместилось бы 11 таких планет, как Земля.
Гравитационное воздействие Юпитера настолько мощное, что его ощущают даже Меркурий и Нептун, время от времени оно вырывает кометы и астероиды из внешней области Солнечной системы и направляет их к внутренней области.
Кроме того, астрономы считают, что благодаря огромным размерам и массе Юпитер принимал активное
участие в формировании Солнечной системы. Его мощная гравитация помогла одним планетам занять свои места, а другим не давала образоваться. Если бы Юпитера не было, то пояс астероидов тоже мог бы стать планетой, а может быть, и двумя. Но, с другой стороны, без Юпитера, берущего на себя удары комет и астероидов, наша Земля и другие планеты намного чаще подвергались бы «обстрелам» из космоса.
В 1994 году с Юпитером столкнулась
комета Шумейкеров-Леви. Мощное гравитационное воздействие гиганта сперва притянуло комету на орбиту, а затем разорвало ее на мелкие части. Комета Шумейкеров-Леви стала первой известной кометой, не вращающейся вокруг Солнца. На этом примере можно убедиться, насколько велико гравитационное воздействие Юпитера.
Некоторые астрономы считают, что в один прекрасный день массивный Юпитер сможет уничтожить всю нашу Солнечную систему. С каждым годом орбита Меркурия под Влиянием Юпитера изменяется и становится все более вытянутой. Теоретически возможно, что однажды она изменится настолько, что Меркурий столкнется с Солнцем (что плохо), Венерой (что еще хуже) либо даже с Землей (что хуже всего). По сравнению с этим все известные случаи падения метеоритов окажутся детскими шалостями. Обе планеты разлетятся на множество частично расплавленных частей и все живое погибнет. Но! —
*Профессор преднамеренно громко акцентировала внимание на последующих словах.* — Вероятность, что это произойдет до того, как Солнце превратится в красного гиганта и поглотит обе планеты, всего лишь равна одному проценту.
Огромный Юпитер притягивает к себе спутники. Их очень много. Говорила ли я раньше, но четыре первых спутника Юпитера –
Ганимед, Каллисто, Ио и
Европа — были открыты Галилеем в далеком 1610 году. Но за последние тридцать лет астрономы и межпланетные аппараты (это машины, которые маглы запускают для исследования Космоса), такие, к примеру, как запущенный НАСА «Вояджер», открыли еще более пятидесяти спутников Юпитера. Причем, двадцать — только с 2001 по 2002 год. Так что на сегодняшний день у Юпитера больше 60 известных спутников, и это еще не предел. Но это не главное. Ученые не исключают того, что на спутнике Европа могут быть обнаружены бактерии, а в будущем там может появиться первое внеземное поселение. Но мы поговорим об этом позже.
— Юпитер, как и Сатурн, окружены кольцами. Их впервые открыли в 1979 году на последней фотографии, сделанной межпланетным аппаратом «Вояджер» из космоса, перед тем как отправиться на Сатурн. Тогда это открытие стало неожиданностью для ученых. Но сейчас нам известно, что кольца обнаружены у всех газовых планет. Только у одних кольца состоят изо льда, у других – из пыли. Симпатичные кольца были замечены также у Нептуна и Урана. Но самые знаменитые кольца — это, конечно же, кольца Сатурна, которые будоражили воображение ученых еще со времен Галилея.
Сатурн— окольцованный гигант и моя любимая планета. Его кольца состоят из частиц льда и пыли, которые выстраиваются в линии и ряды под действием так называемых «спутников-пастухов». Кольца Сатурна столетиями занимали ученых со времен их открытия Галилеем. Но рассмотреть их поближе и изучить строение удалось только в наше время с помощью современных космических аппаратов. Через пятьдесят лет после того, как Галилей увидел так называемые «уши» Сатурна, нидерландский астроном Христиан Гюйгенс установил, что это никакие не «уши», не «ручки» и не «наросты» по бокам планеты, а самое настоящее кольцо. Гюйгенсу также принадлежит открытие планеты Титан, первого и крупнейшего спутника Сатурна. Сегодня эта планета представляет для ученых-астрономов не меньший интерес, чем сам Сатурн.
— Сатурн, второй по величине газовый гигант в нашей Солнечной системе, по строению и размерам похож на Юпитер. На экваторе Сатурна может поместиться 9,5 таких планет, как Земля, а на экваторе Юпитера – 11 таких планет. Но Сатурн менее плотный, чем Юпитер, в состав его ядра входит намного меньше тяжелых металлов, поэтому Сатурн «всего лишь» в 95 раз тяжелее Земли, а Юпитер тяжелее Земли в 318 раз.
В древности Сатурн был самой дальней известной планетой, доступной для наблюдений невооруженным глазом. Только с изобретением телескопа удалось увидеть едва заметный Уран и невидимый для глаза Нептун. Сатурн очень быстро вращается вокруг своей оси, совершая один полный оборот за десять с небольшим часов, а вот один оборот вокруг Солнца занимает почти 30 лет.
Несомненно,
самое удивительное в Сатурне – это его кольца. Семь основных колец планеты обозначены буквами латинского алфавита
от A до G. Они простираются в космосе на расстояние более 480 000 километров от поверхности Сатурна, что в два с лишним раза больше расстояния от Земли до Луны! Только представьте себе такие колечища…
— Но, к сожалению, кольца Сатурна состоят не из золота и серебра, а из миллиардов льдинок или покрытого льдом каменистого вещества. Частицы, из которых состоят кольца, могут быть самых разных размеров — от микроскопической пылинки до большого дома. Трудно поверить, но если собрать все частицы вместе в одно плотное кольцо, то его ширина составила бы всего-навсего несколько метров. Это значит, что частицы в кольцах Сатурна располагаются далеко друг от друга, и между ними можно легко пролететь на космическом корабле. Если таки решитесь, то не забудьте о существовании спутников, ведь их у Сатурна, как и у Юпитера, более шестидесяти. Большинство спутников Сатурна представляют собой огромные глыбы льда. Но некоторые, такие как
Титан, Энцелад и
Мимас, имеют каменистую поверхность со множеством вулканов (вместо лавы эти вулканы извергают лед).
— Одни спутники вращаются вне колец Сатурна, как, например, Титан. Другие, например, Атлас, Прометей и Пандора, так называемые «спутники-пастухи», вращаются в области колец — над ними, под ними или даже внутри. «Спутники-пастухи» расчищают промежутки между кольцами, выравнивают их края и помогают сохранить округлую форму.
*Один из учеников Равенкло нетерпеливо поднял руку, желая высказать интересующий его вопрос.* — А как возникли эти кольца? Одновременно с возникновением Сатурна? — Скорее всего, нет.
Возраст колец довольно огромен, но похоже, что составляющие их частицы когда-то были одним или несколькими спутниками. Затем они были разорваны на части в результате мощно гравитационного воздействия Сатурна либо столкновения с кометой или астероидом. Похоже, что после разрушения спутника гравитационным полем планеты оставшиеся обломки собираются вокруг нее под действием силы тяжести. Возможно, через некоторое время отдельные обломки смогут вновь соединиться, образовав при этом новые спутники. Таким образом можно объяснить, почему у Сатурна и других газовых гигантов есть не только спутники, но и кольца. Планеты земной группы недостаточно большие, чтобы образовать вокруг себя систему колец, поэтому у Земли и Марса могут быть только спутники.
— Многое нам предстоит узнать. Ценная информация о планете, ее кольцах и спутниках была получена в ходе космической программы «Кассини-Гюйгенс» (космический аппарат), запущенной НАСА на Сатурн в 2004 году. К примеру, на Титане были обнаружены океаны, озера и песчаные дюны, на Энцеладе — клубы ледяного пара, вырывающиеся из криовулканов, а между кольцами Сатурна — загадочные «летающие тарелки».
Огромный интерес для астробиологов представляет Титан. Состав его атмосферы близок к составу атмосферы Земли. Многие ученые считают, что под 100-километровой ледяной коркой Титана может скрываться огромный океан, в котором бурлит жизнь — простейшие бактерии или даже более сложные существа. Кто знает? Но это тема наших последующих лекций. На сегодня всё. Не забудьте записать домашнее задание. —
*Профессор собрала лежащие на столе свитки и поспешно вышла с лекционного кабинета.*
Задания
- Опишите не менее двух важных особенностей Юпитера, которые помогли бы выделить его из числа остальных.
- Какова была роль Юпитера в Солнечной системе при её формировании и какова сейчас?
Минимум 500 символов. - (Эта лекция только для 6 курсов)
Дополнительные задания
- Сочинение-рассуждение. Нужно ли причислять/относить газовых гигантов к числу планет? Объясните свою точку зрения. Минимум 800 символов.
- Сочинение-рассуждение. Представьте себе планету, на которой стабильно бушует вихрь. Какой была бы жизнь на такой планете? Как бы изменилась жизнь землян в таком случае? Минимум 800 символов.
- Доклад. Спутник Титан. Расскажите о главных особенностях. Минимум 800 символов.
- Ролевой отыгрыш/сочинение (на выбор). Юпитер и Сатурн ведут дебаты: кто из них в Солнечной системе милее, лучше, больше, веселее. Фантазия и юмор приветствуется. Минимум 800 символов.
- Сочинение-рассуждение. Как вы думаете, с чем связан тот факт, что Юпитер и Сатурн во много раз больше других планет? Что это вселенская несправедливость или закономерность? Мнение аргументируйте. Минимум 800 символов.
- (Эта лекция только для 6 курсов)
