Предыдущая страница Астрономия Следующая страница

Астрономия

Учебник для 10 класса

§17. Планеты-гиганты

Из четырех гигантских планет лучше всего изучен Юпитер — самая большая планета этой группы и ближайшая из планет-гигантов к нам и Солнцу. Период его обращения вокруг Солнца около 12 лет. Ось вращения Юпитера почти перпендикулярна к плоскости его орбиты, поэтому смены времен года на нем нет.

У всех планет-гигантов вращение вокруг оси довольно быстрое, а плотность мала. Вследствие этого они значительно сжаты.

Все планеты-гиганты окружены мощными протяженными атмосферами, и мы видим лишь плавающие в них облака, вытянутые полосами, параллельными экватору. Полосы облаков видны на Юпитере даже в слабый телескоп (см. форзац). Юпитер вращается зонами — чем ближе к полюсам, тем медленнее. На экваторе период вращения 9 ч 50 мин, а на средних широтах на несколько минут больше. Аналогичным образом вращаются и другие планеты-гиганты.

Поскольку планеты-гиганты находятся далеко от Солнца, их температура (по крайней мере над их облаками) очень низка: на Юпитере -145°С, на Сатурне -180°С, на Уране и Нептуне еще ниже.

Атмосферы планет-гигантов содержат в основном молекулярный водород, есть там метан СН4 и, по-видимому, много гелия, а в атмосфере Юпитера и Сатурна обнаружен еще и аммиак NH3. Отсутствие полос NH3 в спектрах более далеких планет объясняется тем, что он там вымерз. При низкой температуре аммиак конденсируется, и из него, вероятно, состоят видимые облака Юпитера.

Теоретически построены модели массивных планет, состоящих из водорода и гелия. В центре планеты температура может достигать нескольких тысяч градусов. Плотность газовой атмосферы у основания около 100 кг/м3. Малая средняя плотность планет-гигантов может объясняться тем, что она получается делением массы на видимый объем, а объем мы оцениваем по непрозрачному слою обширной атмосферы. Малая плотность и обилие водорода отличают планеты-гиганты от остальных планет.

Астрономия. Изменения вида кольца Сатурна

Рис. 55. Изменения вида кольца Сатурна.

Исключительным образованием в Солнечной системе казалось яркое кольцо толщиной не более чем в несколько километров, окружающее Сатурн (см. форзац). Оно расположено в плоскости экватора Сатурна, которая наклонена к плоскости его орбиты на 27°. Поэтому в течение 30-летнего оборота Сатурна вокруг Солнца кольцо видно нам то довольно раскрытым, то точно с ребpa, когда его можно разглядеть в виде тонкой линии лишь в большие телескопы (рис. 55). Ширина этого кольца такова, что по нему, будь оно сплошное, мог бы катиться земной шар.

Русский ученый А. А. Белопольский, изучив спектр кольца, подтвердил теоретический вывод о том, что кольцо у Сатурна должно быть не сплошным, а состоять из множества мелких частиц. По спектру, используя принцип Доплера — Физо, он установил, что внутренние части кольца вращаются быстрее, чем наружные, в соответствии с III законом Кеплера.

Астрономия. А. А. Белопольский

Рис. А. А. Белопольский (1854—1934). Советский астроном, один из основателей современных методов спектральных исследований астрономических объектов. Экспериментально подтвердил принцип Доплера — Физо и оценил лучевые скорости большого количества звезд. Исследовал вращение колец Сатурна и доказал, что они состоят из мелких космических тел.

Фотографии, переданные автоматическими станциями, запущенными к Сатурну, показали, что его кольцо состоит из многих сотен отдельных узких «колечек», разделенных темными промежутками. Предполагается, что такая структура колец связана с гравитационным влиянием многочисленных спутников планеты на движение частиц вещества, образующего кольца.

Система колец Сатурна либо возникла при разрушении некогда существовавшего спутника планеты (например, при его столкновении с другим спутником или астероидом), либо же представляет остаток того вещества, из которого в далеком прошлом образовались спутники Сатурна и которое из-за приливного воздействия планеты не смогло «собраться» в отдельные спутники.

Недавно были обнаружены очень слабые и тонкие кольца вокруг Урана и Юпитера. Эти кольца значительно уступают по яркости кольцам Сатурна. Существование колец вокруг больших планет было предсказано ранее советским ученым С. К. Всехсвятским.

Из остальных данных о планетах заслуживает упоминания факт осевого вращения Урана в направлении, противоположном тому, в котором вращаются почти все планеты. Ось его образует с плоскостью орбиты угол всего лишь 8°, так что он вращается как бы лежа на боку. Вследствие этого на планете происходит крайне резкая смена времен года. Год на Уране продолжается 84 земных года. Только Уран и Венера вращаются вокруг своей оси не в ту сторону, в которую вращаются все остальные планеты.

  1. Кольцо Сатурна кажется нам эллипсом. Измерив отношение осей любого эллипса (рис. 55), найдите (с помощью таблиц тригонометрических функций) угол, который плоскость кольца составляет с лучом зрения.

Рейтинг@Mail.ru