Газовые гиганты Солнечной системы

В минуты досуга или для телевизионных репортажей космонавты на орбите выпускают из питьевых бачков водяные капли величиной с добрый кулак, которые в невесомости медленно летают по отсеку станции. А можно ли вообразить «каплю» по массе в триста с лишним раз больше Земли? Вообразить трудно, но можно считать, что она существует. Это Юпитер, самая крупная планета Солнечной системы и к тому же излучающая в мировое пространство энергии всех видов больше, чем получает её от Солнца. Иногда Юпитер называют «несостоявшейся звездой».

Конечно, сравнить Юпитер с каплей жидкости можно лишь условно. Более правильно сказать, что планета, с точки зрения физики, ведет себя в некоторых отношениях подобно жидким телам, находящимся в гидростатическом равновесии. Астрономические и астрофизические наблюдения, данные космонавтики показывают, что на Юпитере под тысячекилометровым слоем атмосферы из гелия и водорода лежит слой жидкого молекулярного водорода, а ниже - оболочка из жидкого металлического водорода. В центре расположено небольшое железо-силикатное ядро. Подобное строение имеет и вторая по величине планета нашей системы Сатурн.

Планеты-гиганты оказались весьма интересными образованиями: у них множество спутников и колец. Существование хорошо видимых в телескопы колец Сатурна известно давно, кольцо Юпитера шириной в шесть тысяч километров и толщиной в один километр обнаружено с помощью космической фотосъемки в конце 70-х годов, хотя предсказано было за два десятилетия до этого советским астрономом С.К.Всехсвятским.

Начнем со спутников. Галилей увидел в зрительную трубу четыре самых ярких спутника, Юпитера, и о них тогда ничего нельзя было сказать, кроме того, что они существуют и светятся отраженным солнечным светом. Теперь известны 16 спутников Юпитера и 17 спутников Сатурна. Космонавтика дала возможность наблюдать в сравнительной близости и изучать эти спутники - еще одну группу небесных тел с твердой оболочкой. И надо сказать, что различий между ними гораздо больше, чем между планетами земной группы. Это свидетельствует хотя и о безжизненности Солнечной системы (помимо Земли), но зато о необычном разнообразии, богатстве и активности минерального царства в ней.

И еще одно обстоятельство, и Юпитер, и Сатурн со своими спутниками (и кольцами), строго говоря, не планеты, а системы космических тел, своего рода модели самой Солнечной системы. Быть может, это служит косвенным признаком того, что большинство звезд, в том числе и «несостоявшихся» вроде Юпитера, да и Сатурна, обладают своими планетами, на некоторых из которых возможна жизнь и даже разум.

На спутнике Юпитера Ио, желто-медного цвета. и размером примерно с Луну, было замечено несколько одновременно действующих, огнедышащих вулканов - мощных, выбрасывающих вещество на высоту до 200 километров; всего на поверхности Ио обнаружено больше сотни вулканических кратеров, каждый из которых в десятки раз крупнее земных. Поистине маленькая страна больших вулканов! А цвет Ио объясняется тем, что спутник покрыт слоем соединений серы. В общем получается картина, напоминающая Дантов ад, с той разницей, что дело происходит не в земной «преисподней», а далеко в «небе».

Другой феномен из юпитерианского окружения - спутник Европа, имеющий самую гладкую поверхность из всех исследованных тел Солнечной системы. Перепады высот на спутнике не превышают нескольких десятков метров. Идеальный бильярдный шар тоже размером примерно с Луну. По всей видимости, вся поверхность Европы покрыта толстой коркой водяного льда и образует своеобразный глобальный каток.

Спутнику Сатурна Япету (по имени одного из мифологических титанов, низвергнутых Зевсом в Тартар) больше подошло бы имя двуликого Януса. Одна его сторона заметно светлее другой. Почему? Пока неизвестно. Вот, кстати, и одна из иллюстраций к процессу познания природы: чем больше мы познаем, тем больше возникает новых загадок.

Самый большой спутник Сатурна Титан (он больше планеты Меркурий) окружен азотной атмосферой наконец-то нашлось небесное тело с газовой оболочкой, подобной земной (атмосфера Земли почти на 86 процентов состоит из азота). И опять загадка: почему атмосфера Титана азотная? Ведь свободный азот в атмосфере Земли образовался, как и свободный кислород, в результате жизнедеятельности древних организмов!

Но, пожалуй, еще более экзотичным, чем спутники, оказались кольца Сатурна. То, что эта планета окружена широкими кольцами, было известно давно: их тоже открыл Галилей одновременно с основными спутниками Юпитера. До начала космической практики с Земли видели пять колец. Космические снимки, переданные американскими автоматическими станциями «Вояджер», показали, что их - сотни. Оказалось, что самое яркое кольцо представляет собой слой глыб величиной около 15 метров, окутанный роем мелких, примерно 10-сантиметровых частиц. В основном кольца располагаются концентрически - одно внутри другого. Но есть и переплетающиеся кольца. Такую структуру очень трудно объяснить, так же как и загадочные наросты на кольцах, соединяющие их наподобие спиц. Как тут не вспомнить старинный рисунок, о котором мы говорили в начале этой главы: неизвестный художник и не подозревал, что есть все-таки «колеса» в глубинах неба.