Удивительная астрономия - Дмитрий Брашнов

Какие животные обитают в тамошних лесах, остается только гадать. Впрочем, местные организмы в меру снабжены натрием, железом и магнием – очень важными для работы живой клетки металлами. Это означает, что обитатели прохладного мира OGLE-2003-BLG-235L не могут сильно отличаться от наших животных. Они могут выглядеть причудливо по нашим меркам, но все равно узнаваемо. Человек, который увидит их, сразу распознает хищников и травоядных.

Другое интереснейшее место Галактики, которое нужно будет посетить звездоплавателям будущего, – созвездие Феникса, где в 67 световых годах от Земли находится звезда HD142. Эта звезда очень похожа на наше Солнце, она также относится к классу желтых карликов. Вокруг этой безымянной звезды на расстоянии чуть больше 1 астрономической единицы обращается некое космическое тело HD142 b , в котором астрономы угадывают гигантскую планету.

Масса этой планеты превышает массу Юпитера в 1,3 раза. Столь тяжелый объект вполне может удержать рядом с собой крупный спутник, обладающий плотной атмосферой и даже превосходящий по размерам Ганимед.

Итак, перед нами еще один кандидат в населенные миры. В системе HD142 вполне может оказаться двойник вымышленной Пандоры – прекрасный, покрытый непроходимыми джунглями, утопающий в свете и тепле.

Поскольку планемо у HD142 b вряд ли дотягивает до земной массы, то его гравитационное поле сравнительно слабое. А это означает, что небесное тело могут населять исполинские организмы – ведь здесь нет той силы, которая сдерживала бы рост растений и животных.

...

Попробуем представить себе этот мир. Верхние ярусы местных лесов поднимаются над почвой на 100–150 м. В кроне любого из таких деревьев запросто может обосноваться племя гуманоидов. А охотиться это племя будет на жутких с виду копытных, заселяющих непроходимые чащи и, вполне вероятно, похожих на гигантских болотных носорогов, обитавших на Земле 30 миллионов лет назад, – индрикотериев, эмболотериев и титанотериев. Впрочем, надо полагать, что и сами гуманоиды окажутся весьма рослыми, гораздо выше людей.

Так что когда начнется эра межзвездных перелетов, у нас есть шанс открыть и изучить великолепный мир, подобный планете Пандора. Вот только Пандорой этот чудесный спутник никогда не назовут.

Почему? Да потому что Пандорой уже назван один из объектов Солнечной системы – это девятнадцатый спутник Сатурна, открытый по фотографиям межпланетного зонда «Вояджер-1» в 1980 году. Наша Пандора обращается на расстоянии 141 000 км от своей планеты и представляет собой маленький объект неправильной формы, едва достигающий 110 км в поперечнике и сплошь изрытый кратерами. По всей видимости, Пандора когда-то была астероидом, выхваченным силой притяжения Сатурна из кучи космического мусора, заполнявшего Солнечную систему на ранних этапах развития планет, то есть более 4 миллиардов лет назад.

Впрочем, это крохотное космическое тело по-своему примечательно. Оно принадлежит к числу спутников-пастухов . Так называются спутники, которые двигаются парами и совместным гравитационным воздействием управляют планетными кольцами, как бы невидимой сетью удерживая их. Так, например, наша Пандора в паре с таким же карликовым спутником-пастухом Прометеем препятствует рассеянию кольца F у Сатурна.

Вулканический мир Ио

Название галилеевых носят четыре самых крупных спутника Юпитера, открытых прежде всех остальных. Автором этого открытия был великий итальянский физик и астроном Галилео Галилей, изобретатель первого в мире телескопа. В 1609 году Галилей прослышал о том, что в других странах делаются попытки с помощью увеличительных стекол создать подзорную трубу. Ученый заинтересовался этой идеей и решил самостоятельно сконструировать такое устройство. Как только труба была готова, Галилей поспешил направить ее на небо, в том числе на Юпитер.

Сравнительные размеры галилеевых спутников

Наблюдения за ярчайшей планетой ночного неба велись 7 января 1610 года в городе Падуя. Галилео стал первым человеком, который увидел другую планету в окуляр телескопа, и это зрелище поразило итальянца. Юпитер оказался шариком, как и Земля. Но если вокруг Земли обращалась Луна, то вокруг Юпитера обращались целых три спутника! На следующий день Галилей с увлечением продолжил свои наблюдения и выяснил, что нечаянно ошибся: лун у планеты оказалось не три, а четыре. Разумеется, тогда никто и предположить не мог, что всего у планеты-гиганта имеется 66 сателлитов.

Первооткрыватель, кстати, никаких имен этим спутникам не присваивал, а просто пронумеровал римскими цифрами. Позже, в 1614 году, немецкий астроном Симон Марий (1573–1624), открывший эти четыре планемо почти одновременно с Галилеем и независимо от него, дал им названия из античной мифологии. Поскольку планета носит имя верховного римского бога Юпитера, то и спутники должны носить имена персонажей из мифов про этого бога. Марий выбрал имена Ио (спутник I), Европа (спутник II), Ганимед (спутник III) и Каллисто (спутник IV).

Открытие Ио и других галилеевых спутников оказалось, наверное, самой важной вехой в истории астрономии. Благодаря обнаружению четырех лун Юпитера ученые согласились принять модель Солнечной системы Николая Коперника (в которой планеты обращаются вокруг Солнца, а не вокруг Земли, как люди считали прежде). Кроме того, наблюдения за этими спутниками помогли открыть законы движения планет и измерить скорость света.

Ио, первый спутник Юпитера, интересен тем, что признан самым геологически активным телом во всей Солнечной системе. Это и неудивительно. Площадь поверхности спутника составляет 42 миллиона квадратных километров, что равно площади Нового Света, то есть обеих Америк – Северной и Южной. И на такой площади размещаются 400 действующих вулканов, тогда как на всей Земле активных вулканов насчитывается лишь 600, причем они не извергаются одновременно. А вот огненные горы галилеева спутника грохочут почти все сразу на протяжении многих лет и без перерывов. Извержения протекают с такой силой, что облака серы из их жерла возносятся на высоту 500 км.

Примечательно и обилие высоких гор. На детальных фотографиях замечено порядка сотни крупных пиков, некоторые из которых превосходят земной Эверест. Но по земным меркам высота Эвереста (Джомолунгмы) – 8848 м – не столь уж значительна, поскольку радиус земного шара в 709 раз больше. И совсем другое дело – Ио. Ведь этот планемо по объему в 50 раз меньше Земли. Гора высотой около 9 км лишь в 202 раза меньше радиуса спутника. Что же говорить о таком великане, как Южная Боосавла, высота которой оценивается в 17 км.

Неспокойный спутник живо заинтересовал астрономов, поэтому его изучали больше, чем любую другую луну в Солнечной системе, кроме, разумеется, нашей собственной. Ио навещали автоматические станции «Пионер-10» и «Пионер-11» (в 1973 и 1974 году соответственно), «Вояджер-1» и «Вояджер-2» (оба в 1979 году), «Галилео» (с 1995 по 2002 год), «Кассини» (2000 год) и «Новые горизонты» (2007 год). В 2016 году со специальной исследовательской миссией Ио достигнет космический аппарат «Юнона», который в настоящее время (2012 год) пересек орбиту Марса и движется в направлении Пояса астероидов.

Ио резко отличается от большинства планемо. Крупные спутники обычно покрыты мощными ледниками или даже целиком сложены изо льда. На Ио льды почти полностью отсутствуют, а ее внутреннее строение ближе к строению планет земной группы. Внутри сателлита находится тяжелое ядро, которое достигает 1/5 веса всей Ио. Ядро состоит из железа и серы. Его обволакивает толстая полурасплавленная мантия, сложенная минералом фостеритом. И, наконец, снаружи спутник покрыт каменной корой из базальтов и серы. Толщина базальтового слоя достигает примерно 20 км.

Трудно поверить, но вулканизм на Ио поддерживается… Юпитером. Планета-гигант вместе с галилеевыми спутниками образует как бы гравитационную энергетическую станцию. Своим мощным полем тяжести Юпитер расшатывает недра Ио, вызывая внутри них своеобразные приливы мантийного вещества. Под действием приливных сил глубинные слои спутника и ядро сильно разогреваются. Потоки магмы постоянно прожигают кору Ио, выплескиваясь наружу языками раскаленной серы длиной до сотен километров.

Через Ио полученная энергия передается другим галилеевым спутникам, что заметно по их орбитальному движению. Они бегут по орбите не как попало, а словно шестеренки в хорошо отлаженных часах. Когда Каллисто совершает полный оборот вокруг Юпитера, Ганимед успевает совершить два оборота, Европа – четыре оборота, а Ио – восемь.

Благодаря вулканизму Ио окружена тоненькой атмосферой из сернистого газа, кислорода и газообразной поваренной соли. Каждую секунду вулканы поставляют в атмосферу более 100 тонн вещества, часть которого немедленно оседает вниз серным снегом. Магнитное поле Юпитера ежесекундно сдувает тонну серы из «воздушной» оболочки спутника в космос. В космосе газы постепенно накапливаются в так называемом плазменном торе – огромном газовом кольце на орбите Ио, являющемся мощным источником радиации.