Новая карликовая планета пока была названа 2018 vp113: Обнаружена самая далекая карликовая планета Солнечной системы

Сообщение о научных исследованиях солнечной системы. Интересные факты о космических кораблях и исследованиях планет. Зарождение Солнечной системы и ее эволюция

Подробности
Категория: О планетах Солнечной системы
Опубликовано 15.10.2012 15:55
Просмотров: 24664

Большинство планет Солнечной системы было открыто в глубокой древности. С тех пор их регулярно наблюдали. Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн видны невооруженным глазом, поэтому нельзя с точностью сказать, кто и когда впервые их обнаружил.

Подробнее о планетах Солнечной системы можно прочитать на нашем сайте: http://сайт/index.php/3-planeti-solnechnoy-sistemi .
Ближайшей к Солнцу планетой является маленький Меркурий. Его орбита близка к Солнцу (в астрономических масштабах) – среднее расстояние между Меркурием и Солнцем «всего лишь» 57 900 000 км.

Трудно установить дату открытия этой планеты, но самое раннее известное наблюдение Меркурия было зафиксировано в сборнике вавилонских астрономических таблиц ассирийскими астрономами
примерно в XIV веке до н. э
. Шумерское название может быть прочитано как «прыгающая планета». Первоначально планету ассоциировали с богом Нинуртой (бог счастливой войны), а в более поздних записях её называют «Набу» в честь бога мудрости и писцового искусства.
В Древней Греции во времена Гесиода
планету знали под именами Στίλβων («Стилбон») и Ἑρμάων («Гермаон») — форма имени бога Гермеса. Позже греки стали называть планету «Аполлон».
Существует предположение, что название «Аполлон» соответствовало видимости на утреннем небе, а «Гермес» («Гермаон») на вечернем. Римляне назвали планету в честь бога торговли Меркурия, который эквивалентен греческому богу Гермесу, за то, что он перемещается по небу быстрее остальных планет. Клавдий Птолемей в своей работе «Гипотезы о планетах» написал о возможности перемещения планеты через диск Солнца. Но такое прохождение никогда не наблюдалось потому, что такая планета, как Меркурий, слишком мала для наблюдения или потому, что момент прохождения наступает нечасто.
Наблюдали Меркурий и в Древнем Китае
, там его называли Чэнь-син (辰星), «Утренняя звезда». Синодический период Меркурия китайскими учёными признавался равным 115,91 дней. В современной китайской, корейской, японской и вьетнамской культурах планета стала называться «Водяная звезда» (水星).
В индийской мифологии
Меркурий называли Будха. Этот бог, сын Сомы, был главенствующим по средам. В германском язычестве
бог Один также ассоциировался с планетой Меркурий и со средой. Индейцы майя
представляли Меркурий как сову (или, возможно, как четыре совы: две соответствовали утреннему появлению Меркурия, а две — вечернему), которая была посланником загробного мира. На иврите Меркурий был назван «Коха́в Хама́» («Солнечная планета»).
Средневековые наблюдения Меркурия в северных частях Европы затруднялись тем, что планета всегда наблюдается в заре — утренней или вечерней — на фоне сумеречного неба и довольно низко над горизонтом (особенно в северных широтах). Период его наилучшей видимости наступает несколько раз в году (продолжаясь около 10 дней). Даже в эти периоды увидеть Меркурий невооружённым глазом непросто (относительно неяркая звёздочка на довольно светлом фоне неба).
Известна легенда о том, что Николай Коперник сожалел, что за всю жизнь так и не увидел Меркурий. И действительно, в работе Коперника «О вращениях небесных сфер» не приводится ни одного примера наблюдений Меркурия. Но он описал планету, используя результаты наблюдений других астрономов. Как он сам сказал, Меркурий всё-таки можно «изловить» с северных широт, проявив терпение и хитрость.
Впервые в телескоп Меркурий увидел Галилео Галилей в начале XVII века
, но его телескоп не был достаточно мощным, чтобы наблюдать фазы Меркурия. В 1631 г. Пьер Гассенди
сделал первое телескопическое наблюдение прохождения планеты по диску Солнца, но момент прохождения был вычислен до этого Иоганном Кеплером
. В 1639 г. Джованни Зупи
с помощью телескопа открыл, что орбитальные фазы Меркурия подобны фазам Луны и Венеры – это окончательно подтвердило, что Меркурий обращается вокруг Солнца.
Очень редким астрономическим событием является перекрытие одной планетой диска другой, наблюдаемое с Земли. Венера перекрывает Меркурий раз в несколько столетий, и это событие наблюдалось только один раз в истории — 28 мая 1737 года Джоном Бевисом
в Королевской Гринвичской обсерватории. Следующее перекрытие Венерой Меркурия будет 3 декабря 2133 года.
Трудности, сопровождающие наблюдение Меркурия, привели к тому, что он долгое время был изучен менее остальных планет.
Близость Солнца создаёт некоторые проблемы и для телескопического изучения Меркурия. Так, например, телескоп «Хаббл» никогда не использовался и не будет использоваться для наблюдения этой планеты. Его устройство не позволяет проводить наблюдения близких к Солнцу объектов — при попытке сделать это аппаратура получит необратимые повреждения.
Меркурий — наименее изученная планета земной группы. К телескопическим методам его изучения в XX веке добавились радиоастрономические, радиолокационные и исследования с помощью космических аппаратов.
Последние исследовательские данные о Меркурии:
Температура поверхности Меркурия: 600 К в подсолнечной точке и 150 К на неосвещенной стороне.
Отражательные свойства Меркурия и Луны сходны.
Период вращения Меркурия: 59 дней.
На картинке вы видите «Маринер-10» — первый космический аппарат, достигший Меркурия.
Два космических аппарата были направлены для исследования Меркурия: «Маринер-10» в 1974-1975 годах трижды пролетел мимо Меркурия; максимальное сближение составляло 320 км. Было получено несколько тысяч снимков. Дальнейшие исследования с Земли показали возможность существования водяного льда в полярных кратерах.
Из всех планет, видных невооружённым глазом, только Меркурий никогда не имел собственного искусственного спутника. В настоящее время НАСА осуществляет вторую миссию к Меркурию под названием «Мессенджер». Аппарат был запущен 3 августа 2004 г., а в январе 2008 г. впервые совершил облёт Меркурия. Для выхода на орбиту вокруг планеты в 2011 году аппарат совершил ещё два гравитационных манёвра вблизи Меркурия.
Европейским космическим агентством (ESA) совместно с японским агентством аэрокосмическим исследований (JAXA) разрабатывается миссия «Бепи Коломбо» для исследования поверхности Меркурия и его глубины, а также наблюдения за магнитным полем и магнитосферой планеты. Запуск аппарата планируется на 2013 год.
Больше появилось возможностей и для наземных наблюдений Меркурия с помощью приёмников излучения ПЗС и последующую компьютерную обработку снимков. 17 марта 2011 года межпланетный зонд «Мессенджер» вышел на орбиту Меркурия. По данным первых исследований, магнитное поле планеты не симметрично относительно полюсов; таким образом, северного и южного полюса Меркурия достигает различное количество частиц солнечного ветра. Также был проведён анализ распространённости химических элементов на планете. Исследования продолжаются.
Россия планирует отправить на планету первую посадочную станцию «Меркурий-П». Реализация проекта планировалась на 2019 год, но была значительно отодвинута.

Венеру также наблюдали уже в глубокой древности – ее легко увидеть на небосклоне, т. к. по блеску она намного превосходит самые яркие звёзды. Тысячелетия она приковывает взгляды человека к себе. Планета носит имя богини любви. У нее ровный белый цвет. Как и у Меркурия, у Венеры существуют периоды утренней и вечерней видимости, поэтому в древности считали, что утренняя и вечерняя Венеры — разные звёзды. В телескоп можно без труда наблюдать изменение видимой фазы диска планеты. Его впервые наблюдал в 1610 г. Галилей
.
На Земле можно наблюдать прохождение Венеры по диску Солнца, когда с Земли в телескоп эта планета видна в виде маленького чёрного диска на фоне огромного Солнца. Впервые прохождение Венеры по диску Солнца 4 декабря 1639 года наблюдал английский астроном Иеремия Хоррокс
, но вначале он вычислил это явление.
«Явление Венеры на Солнце» наблюдал и М. В. Ломоносов 6 июня 1761 года
. Это явление наблюдали во всём мире, но только М. В. Ломоносов обратил внимание на то, что при соприкосновении Венеры с диском Солнца вокруг планеты возникло «тонкое, как волос, сияние». Такой же светлый ореол наблюдался и при схождении Венеры с солнечного диска. Таким образом было открыто наличие атмосферы на Венере, и это за сто лет до открытия спектрального анализа!
Венера интенсивно исследовалась с помощью космических аппаратов. Первым космическим аппаратом, предназначавшимся для изучения Венеры, была советская «Венера-1» (12 февраля 1961г.), к планете направлялись советские аппараты серии «Венера», «Вега», американские «Маринер», «Пионер-Венера-1», «Пионер-Венера-2», «Магеллан», европейский «Венера-экспресс», японский «Акацуки». В 1975 г. космические аппараты «Венера-9» и «Венера-10» передали на Землю первые фотографии поверхности Венеры Но условия на поверхности Венеры таковы, что ни один из космических аппаратов не проработал на планете более двух часов. Роскосмос планирует отправку станции «Венера-Д» со спутником планеты и более живучим зондом, который должен проработать на поверхности планеты не менее месяца.

Исследование Марса началось тоже очень давно – более 3,5 тыс. лет назад в Древнем Египте. Планету назвали в честь Марса- древнеримского бога войны (соответствующего древнегреческому Аресу). Иногда Марс называют «красной планетой» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей оксидом железа. У Марса есть спутники Фобос и Деймос.
Сохранились описания положения Марса, составленные вавилонскими астрономами
, которые разработали ряд математических методов для предсказания положения планеты. Пользуясь данными египтян и вавилонян, древнегреческие философы и астрономы
разработали подробную геоцентрическую модель для объяснения движения планет. Спустя несколько веков индийские и исламские астрономы
вычислили размер Марса и расстояние до него от Земли. Иоганн Кеплер
ввел более точную эллиптическую орбиту Марса, совпадающую с наблюдаемой.
В 1659 г. Франческо Фонтана
, рассматривая Марс в телескоп, сделал первый рисунок планеты – в виде черного пятна.
В 1660 году к чёрному пятну прибавились две полярные шапки, добавленные Жаном Домиником Кассини
.
В 1888 году Джованни Скиапарелли
дал первые имена отдельным деталям поверхности: моря Афродиты, Эритрейское, Адриатическое, Киммерийское; озёра Солнца, Лунное и Феникс.
Расцвет телескопических наблюдений Марса пришёлся на конец XIX — середину XX века.
Начиная с 1960-х годов, исследованием Марса занимались АМС СССР (программы «Марс» и «Фобос»), ЕКА и США (программы «Маринер», «Викинг», «Mars Global Surveyor» и другие).
В настоящее время Марс активно исследуется. На орбите Марса находятся три активно работающие АМС:
«Марсианский разведывательный спутник»
«Марс-экспресс» с радаром Marsis
«Марс Одиссей»
На поверхности планеты работают марсоходы:
«Оппортьюнити» (с 25 января 2004 года) в рамках программы «Mars Exploration Rover»
«Кьюриосити» (с 6 августа 2012 года) в рамках программы «Mars Science Laboratory».
Хоть Марс изучен гораздо лучше других планет, он до сих пор является для нас загадкой.

Юпитер

Вместе с Сатурном, Ураном и Нептуном Юпитер относится к газовым гигантам. Эта планета была известна людям с глубокой древности, что нашло своё отражение в мифологии и религиозных верованиях различных культур: месопотамской, вавилонской, греческой и других
. Современное название Юпитера происходит от имени древнеримского верховного бога-громовержца. У Юпитера есть естественные спутники. На сегодняшний день учёным известны 67 спутников Юпитера.
В начале XVII века Галилео Галилей
изучал Юпитер с помощью изобретённого им телескопа и открыл четыре крупнейших спутника планеты. В 1660-х годах Джованни Кассини
наблюдал пятна и полосы на «поверхности» гиганта. В 1671 г., наблюдая за затмениями спутников Юпитера, датский астроном Оле Рёмер
обнаружил, что истинное положение спутников не совпадает с вычисленными параметрами, причём величина отклонения зависела от расстояния до Земли. На основании этих наблюдений Рёмер сделал вывод о конечности скорости света и установил её величину — 215 000 км/с (современное значение — 299 792,458 км/с).
Со второй половины XX века активно проводятся исследования Юпитера как с помощью наземных телескопов (в том числе и радиотелескопов), так и с помощью космических аппаратов — телескопа «Хаббл» и ряда зондов. С 1970-х годов к планете было отправлено 8 межпланетных аппаратов НАСА: «Пионеры», «Вояджеры», «Галилео» и другие.
Юпитер изучался исключительно аппаратами НАСА США.
Невооруженному глазу Юпитер представляется яркой звездой. Из-за его огромных размеров даже в небольшие телескопы можно увидеть слегка окрашенные ленты облаков и большое красно пятно на его диске.

Газовый гигант. Назван в честь римского бога земледелия. Сатурн обладает заметной системой колец, состоящей главным образом из частичек льда, меньшего количества тяжёлых элементов и пыли. Впервые наблюдая Сатурн через телескоп в 1609-1610 годах
, Галилео Галилей
заметил, что Сатурн выглядит не как единое небесное тело, а как три тела, почти касающихся друг друга, и высказал предположение, что это два крупных «компаньона» (спутника) Сатурна. В 1633 г. Гассенди
нарисовал яркое кольцо вокруг Сатурна. В 1656 г. Гюйгенс
подтверждает, что вокруг Сатурна есть тонкое плоское кольцо, не касающееся планеты. В 1675
г. Кассини
обнаруживает в кольцах щель, которую впоследствии называют щелью Кассини, а Энке в 1837
г. находит вторую щель. В 1852 г. Ласселл
устанавливает, что кольцо Сатурна почти прозрачно, а это значит, что оно не может быть твердым. К тому же он предположил, что это кольцо состоит из отдельных частиц, расположенных очень близко друг к другу, поэтому они кажутся сплошной лентой. В 1895 г. Килер
обнаруживает, что отдельные части колец вращаются с разными скоростями, и это тоже подтверждает предположение Ласселла о том, что кольца не могут быть твердыми.
У Сатурна известно 62 естественных спутника с подтверждённой орбитой, 53 из которых имеют собственные названия. Большая часть спутников имеет небольшие размеры и состоит из горных пород и льда.
Гюйгенс
также открыл самый крупный спутник Сатурна — Титан. В дальнейшем значительных открытий не было до 1789 года, когда У. Гершель
открыл ещё два спутника — Мимас и Энцелад. Затем группой британских астрономов был открыт спутник Гиперион, с формой, сильно отличающейся от сферической. В 1899 году Уильям Пикеринг открыл Фебу, которая относится к классу нерегулярных спутников и не вращается синхронно с Сатурном как большинство спутников. Период её обращения вокруг планеты — более 500 дней, при этом обращение идёт в обратном направлении. В 1944 году Джерардом Койпером
было открыто наличие мощной атмосферы на другом спутнике — Титане. Данное явление для спутника уникально в Солнечной системе. В 1990-х годах Сатурн, его спутники и кольца неоднократно исследовались космическим телескопом «Хаббл».
Сатурн исследуется автоматическими межпланетными станциями (АМС) «Кассини-Гюйгенс», «Вояджер» (программа), «Пионер-11». В 2009 году появился совместный американско-европейский проект НАСА и ЕКА по запуску АМС Titan Saturn System Mission для изучения Сатурна и его спутников Титана и Энцелада. В ходе него станция 7-8 лет будет лететь к системе Сатурна, а затем станет спутником Титана на два года. Также с неё будут спущены воздушный шар-зонд в атмосферу Титана и посадочный модуль (возможно, плавающий).
Планета видна с Земли невооруженным глазом.

Уран был обнаружен 13 марта 1781 года английским астрономом Уильямом Гершелем
. Изучая звездное небо в свой телескоп, он заметил, что Уран движется относительно звезд. Другие люди видели Уран раньше, даже отмечали его на звездных картах, но они не понимали, что это не звезда.
За пределами орбиты Сатурна находятся две планеты, имеющие много общего между собой – Уран и Нептун. У Урана известно 27 естественных спутников.
Планета названа в честь греческого бога неба. Уран в 19 раз дальше от Солнца, чем Земля. Путешествие Урана по орбите длится больше 84 лет. Когда блеск Урана достигает максимума, его можно увидеть невооруженным глазом, как звезду. Уран выделяется среди других планет тем, что свой путь по орбите вокруг Солнца он совершает на боку. Может быть, он столкнулся с каким-нибудь небесным телом и опрокинулся? У Урана также есть кольца, они обнаружены в 1977 г
. Правда, они слабо видны.
Исследуют Уран космический аппарат НАСА «Вояджер-2» и космический телескоп «Хаббл».

Нептун — восьмая и самая дальняя планета Солнечной системы. Планета была названа в честь римского бога морей.
На основании малых отклонений в орбите Урана, Джон Адамс и Урбен Леверье
предсказали существование другой, более далекой планеты. 23 сентября 1846 г. по просьбе Леверье Иоганн Галле
отыскал новую планету — Нептун.
Многие люди видели Нептун раньше, в том числе Галилео Галилей, который во время наблюдения за Юпитером заметил «звезду», которая, как сейчас считается, была Нептуном. Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическим расчётам, а не путём регулярных наблюдений.
У Нептуна есть естественные спутники, а также фрагментированная кольцевая система, обнаруженная ещё в 1960-е годы, но достоверно подтверждённая «Вояджером-2» лишь в 1989 году. Тритон – удивительный спутник Нептуна, он движется по орбите в обратную по отношению к Нептуну сторону.
Исследует Нептун «Вояджер-2». Ближе всего к Нептуну «Вояджер-2» подошёл 25 августа 1989 года. Оказалось, что Нептун – одна из самых красивых планет Солнечной системы.

Самая отдаленная планета в нашей Солнечной системе – Плутон. Она была обнаружена 18 февраля 1930 года американским астрономом Клайдом Томбо.
Он фотографировал одну и ту же часть ночного неба в разные дни, в результате чего обнаружил движущийся относительно звезд объект. Дальнейшие наблюдения показали, что этот объект является планетой.
Однако существуют серьезные разногласия по этому поводу. Ведет себя Плутон не как планета. Вытянутая орбита Плутона больше напоминает кометную. Из-за того, что Плутон очень далеко, его разглядеть трудно. Даже в самые мощные телескопы он виден как крошечный кружочек. Но наблюдения, выполненные с помощью передовых технологий, дают возможность предположить, что Плутон похож на спутник Нептуна – Тритон. Сначала Плутон классифицировали как планету, но сейчас он считается одним из крупнейших объектов (возможно, самым крупным) в поясе Койпера.

Наука

Космические аппараты, которые изучают планеты в наши дни:

Планета Меркурий

Из планет земной группы, пожалуй, меньше всего исследователи обращали внимание на Меркурий. В отличие от Марса и Венеры, Меркурий в этой группе меньше всего напоминает Землю
. Это самая мелкая планета Солнечной Системы и самая близкая к Солнцу.

Фотографии поверхности планеты, сделанные беспилотным космическим аппаратом «Мессанджер» в 2011 и 2012 годах

К Меркурию пока были направлены только 2 космических аппарата — «Маринер-10»
(НАСА) и «Мессанджер»
(НАСА). Первый аппарат еще в 1974-75 годах
обогнул планету трижды и максимально приблизился к Меркурию на расстояние 320 километров.

Благодаря этой миссии были получены тысячи полезных фотографий, были сделаны выводы относительно ночной и дневной температур, рельефа, атмосферы Меркурия. Также было измерено его магнитное поле.

Космический аппарат «Маринер-10» перед запуском

Информации, полученной с помощью корабля «Маринер-10»
, оказалось недостаточно, поэтому в 2004 году
американцы запустили для исследования Меркурия второй аппарат – «Мессанджер»
, который добрался до орбиты планеты 18 марта 2011 года
.

Работа над космическим аппаратом «Мессанджер» в Космическом центре Кеннеди, Флорида, США

Несмотря на то, что Меркурий относительно недалекая от Земли планета, чтобы выйти на ее орбиту, космическому кораблю «Мессанджер»
понадобилось более 6 лет
. Это связано с тем, что напрямую от Земли к Меркурию добраться невозможно из-за большой скорости Земли, поэтому ученым следует разрабатывать сложные гравитационные маневры
.

Космический аппарат «Мессанджер» в полете (компьютерное изображение)

«Мессанджер»
до сих пор находится на орбите Меркурия и продолжает делать открытия, хотя миссия была рассчитана на меньший срок
. Задача ученых при работе с аппаратом выяснить, какова геологическая история Меркурия, какое магнитное поле имеет планета, какова структура ее ядра, какие необычные материалы находятся на полюсах и так далее.

В конце ноября 2012 года
с помощью аппарата «Мессанджер»
исследователи смогли сделать невероятное и довольно неожиданное для себя открытие: на полюсах Меркурия имеется вода в виде льда
.

Кратеры одного из полюсов Меркурия, где была обнаружена вода

Странность этого явления заключается в том, что, так как планета расположена очень близко от Солнца, температура на ее поверхности может подниматься до 400 градусов Цельсия
! Однако из-за наклона оси полюса планеты расположены в тени, где низкие температуры сохраняются, поэтому лед не тает.

Будущие полеты к Меркурию

В настоящее время разрабатывается новая миссия для исследований Меркурия под названием «BepiColombo»
, которая является совместной работой Европейского космического агентства (ЕКА) и агентства JAXA из Японии. Этот корабль планируется запустить в 2015 году
, хотя окончательно добраться до цели он сможет только через 6 лет
.

Проект «BepiColombo» будет включать два космических аппарата, у каждого из которых свои задачи

Россияне также планируют запустить к Меркурию свой корабль «Меркурий-П»
в 2019 году
. Впрочем, дата запуска, скорее всего, будет отодвинута
. Эта межпланетная станция с посадочным аппаратом станет первым кораблем, который приземлится на поверхность самой близкой планет от Солнца.

Планета Венера

Внутренняя планета Венера, соседка Земли, интенсивно исследовалась с помощью космических миссий, начиная с 1961 года
. С этого года к планете стали направляться советские космические аппараты – «Венера»
и «Вега»
.

Сравнение планет Венеры и Земли

Полеты к Венере

Одновременно планету исследовали американцы с помощью аппаратов «Мариер», «Пионер-Венера-1», «Пионер-Венера-2», «Магеллан»
. Европейское космическое агентство в настоящее время работает с аппаратом «Венера-экспресс»
, который действует с 2006 года. В 2010 году
на Венеру отправился корабль японцев «Акацуки»
.

Аппарат «Венера-экспресс»
добрался до пункта назначения в апреле 2006 года
. Планировалось, что этот корабль выполнит миссию за 500 дней
или за 2 венерианских года, однако со временем миссия была продлена.

Космический аппарат «Венера-Экспресс» в работе по представлениям художника

Целью этого проекта было более подробно изучить сложный химический состав планеты, характеристики планеты, взаимодействие между атмосферой и поверхностью и многое другое. Также ученые хотят больше узнать об истории планеты
и понять, почему же столь похожая на Землю планета пошла совершенно другим эволюционным путем.

«Венера-Экспресс» во время строительства

Японский космический аппарат «Акацуки»
, известный так же под названием PLANET-C
, был запущен в мае 2010 года
, но после приближения к Венере в декабре
, не смог выйти на ее орбиту.

Что делать с этим аппаратом пока не ясно, но ученые не теряют надежды, что он все-таки сможет выполнить свою задачу,
пусть и с большим опозданием. Скорее всего, корабль не вышел на орбиту из-за проблем с клапаном в топливопроводе, из-за чего двигатель остановился раньше срока.

Новые космические корабли

В ноябре 2013
года планируется запуск «Европейского исследователя Венеры»
– зонда Европейского космического агентства, который готовится для исследования атмосферы нашей соседки. Проект будет включать два спутника,
которые, обращаясь вокруг планеты на разных орбитах, будут собирать необходимую информацию.

Поверхность Венеры раскалена, и земные корабли должны обладать хорошей защитой

Также в 2016 году
Россия планирует послать на Венеру космический корабль «Венера-Д»
для исследования атмосферы и поверхности с целью выяснить, куда пропала вода с этой планеты.

Спускаемый аппарат и аэростатный зонд должны будут проработать на поверхности Венеры около недели.

Планета Марс

Сегодня Марс изучают и исследуют интенсивнее всего и не только потому, что эта планета находится так близко от Земли, но и потому что условия на Марсе больше всего приближены к земным
, поэтому внеземную жизнь в первую очередь ищут именно там.

В настоящее время на Марсе работают три орбитальных спутника и 2 марсохода
, а до них Марс посещало огромное количество земных космических аппаратов, некоторые из которых, к сожалению, терпели неудачу.

В октябре 2001 года
орбитальный аппарат НАСА «Марс Одиссей»
вышел на орбиту Красной планеты. Он позволил выдвинуть предположение, что под поверхностью Марса могут находиться залежи воды в виде льда. Это подтвердилось в 2008 году
после долгих лет изучения планеты.

Зонд «Марс Одиссей» (компьютерное изображение)

Аппарат «Марс Одиссей»
успешно работает и сегодня, что является рекордом по длительности работ таких аппаратов.

В 2004 году
на разных участках планеты в кратер Гусева
и на плато Меридиана
соответственно приземлились марсоходы «Спирит»
и «Оппортьюнити»
, которые должны были найти оказательства существования в прошлом жидкой воды на Марсе.

Марсоход «Спирит»
застрял в песке после 5 лет успешной работы, и в конечном итоге связь с ним прервалась с марта 2010
. Из-за слишком суровой зимы на Марсе температура была недостаточная, чтобы поддерживать энергию батарей. Второй марсоход проекта «Оппортьюнити»
также оказался довольно живучим и работает на Красной планете до сих пор.

Панорама кратера Эребус, снятая марсоходом «Оппортьюнити» в 2005 году

С 6 августа 2012 года
на поверхности Марса работает еще один новейший марсоход НАСА «Кьюриосити»
, который в несколько раз больше и тяжелее предыдущих марсоходов. Его задачей является анализ марсианской почвы и компонентов атмосферы. Но главной задачей аппарата является установить, есть ли жизнь на Марсе
, или, возможно, она была в тут в прошлом. Также задачей является получить подробную информацию о геологии Марса и о его климате.

Сравнение марсоходов от меньшего к большему: «Соджорнер», «Оппотьюнити» и «Кьюриосити»

Также с помощью марсохода «Кьюриосити»
исследователи хотят провести подготовку для полета человека на Красную планету
. В ходе миссии были обнаружены следы кислорода и хлора в атмосфере Марса, а также были найдены следы высохшей реки.

Марсоход «Кьюриосити» в работе. Февраль 2013 года

Пару недель назад марсоходу удалось пробуравить небольшую скважину в грунте
Марса, который оказался внутри вовсе не красным, а серым. Пробы грунта с небольшой глубины были взяты марсоходом для проведения анализа.

С помощью бура в грунте было сделано отверстие глубиной 6,5 сантиметров и взяты пробы для анализа

Миссии на Марс в будущем

В ближайшем будущем исследователи различных космических агентств планируют еще несколько миссий на Марс
, целью которых является получение более подробной информации о Красной планете. Среди них межпланетный зонд «МАВЕН»
(НАСА), который отправится к Красной планете в ноябре 2013 года
.

Европейская передвижная лаборатория планируется отправиться на Марс в 2018 году
, которая продолжит работу «Кьюриосити»
, займется бурением грунта и анализом образцов.

Российская автоматическая межпланетная станция «Фобос-Грунт 2»
планируется к запуску в 2018 году
и также собирается взять образцы грунта с Марса, чтобы привезти их на Землю.

Работа над аппаратом «Фобос-Грунт 2» после неудачной попытки запустить «Фобос-Грунт-1»

Как известно, за орбитой Марса располагается пояс астероидов
, который отделяет планеты земного типа от остальных внешних планет. Космических аппаратов к дальним уголкам нашей Солнечной системы было отправлено очень мало, что связано с огромными затратами энергии
и другими сложностями полетов на такие огромные расстояния.

В основном к дальним планетам космические миссии готовили американцы. В 70-х годах прошлого века наблюдался парад планет
, который случается очень редко, поэтому такую возможность облететь сразу все планеты упустить было нельзя.

Планета Юпитер

К Юпитеру были пока запущены исключительно аппараты НАСА. В конце 1980-х — начале 1990-х годов
СССР планировали свои миссии, однако из-за распада Союза они так и не были реализованы.

Первыми аппаратами, которые подлетели к Юпитеру были «Пионер-10»
и «Пионер-11»
, которые приблизились к планете гиганту в 1973-74 годах. В 1979-м году
снимки высокого разрешения были сделаны аппаратами «Вояджерами»
.

Последним аппаратом, который находился на орбите Юпитера, был аппарат «Галлилео»
, миссия которого началась в 1989
, а закончилась в 2003 году
. Этот аппарат был первым, который вышел на орбиту планеты, а не просто пролетал мимо. Он помог изучить атмосферу газового гиганта изнутри, его спутники, а также помог наблюдать падение осколков кометы Шумейкерова-Леви 9
, которая врезалась в Юпитер в июле 1994 года
.

Космический аппарат «Галилео» (компьютерное изображение)

С помощью аппарата «Галлилео»
удалось зафиксировать сильные грозы и молнии
в атмосфере Юпитера, которые сильнее земных в тысячу раз! Также аппарат заснял Большое красное пятно Юпитера
, которое астрономы заменили еще 300 лет назад
. Диаметр этого гигантского шторма по размерам превышает диаметр Земли.

Были также сделаны открытия, связанные со спутниками Юпитера – весьма интересными объектами. Например, «Галлилео»
помог установить, что под поверхностью спутника Европы имеется океан жидкой воды
, а у спутника Ио есть свое магнитное поле
.

Юпитер и его спутники

После завершения миссии «Галлилео»
расплавили в верхних слоях атмосферы Юпитера.

Полет к Юпитеру

В 2011 году
НАСА запустила к Юпитеру новый аппарат – космическую станцию «Юнону»
, которая должна добраться до планеты и выйти на орбиту в 2016 году
. Ее целью является помощь в исследовании магнитного поля планеты, а также «Юнона»
должна выяснить, имеется ли у Юпитера твердое ядро
, или это всего лишь гипотеза.

Космический аппарат «Юнона» доберется до цели только через 3 года

В прошлом году Европейское космическое агентство объявило о намерении подготовить к 2022 году
новую европейско-российскую миссию по изучению Юпитера и его спутников Ганимеда, Каллисто и Европы
. В планы также входит посадка аппарата на спутник Ганимед в 2030 году
.

Планета Сатурн

Впервые к планете Сатурн на близкое расстояние подлетел аппарат «Пионер-11»
и произошло это в 1979 году
. Через год планету посетил «Вояджер-1»
, а еще через год – «Вояджер-2»
. Эти три аппарата пролетали мимо Сатурна, но успели сделать множество полезных для исследователей изображений.

Были получены детальные снимки знаменитых колец Сатурна, было обнаружено магнитное поле планеты, а также были замечены мощные штормы в атмосфере.

Сатурн и его спутник Титан

7 лет понадобилось автоматической космической станции «Кассини-Гюйгенс»
, чтобы в июле 2007 года
выйти на орбиту планеты. Этот аппарат, состоящий из двух элементов, должен был, помимо самого Сатурна, изучить и его крупнейший спутник Титан
, что и было успешно выполнено.

Космический аппарат «Кассини-Гюйгенс» (компьютерное изображение)

Спутник Сатурна Титан

Было доказано существование жидкости и атмосферы на спутнике Титан. Ученые выдвинули предположение, что на спутнике вполне могут существовать простейшие формы жизни
, впрочем, это еще необходимо доказать.

Фото спутника Сатурна Титан

Сначала планировалось, что миссия «Кассини»
будет осуществляться до 2008 года
, но позже она несколько раз продлевалась. В ближайшем будущем планируются новые совместные миссии американцев и европейцев к Сатурну и его спутникам Титану и Энцеладу
.

Планеты Уран и Нептун

Эти далекие планеты, которые не видны невооруженным глазом, астрономы изучают в основном с Земли с помощью телескопов
. Единственный аппарат, который приблизился к ним, был «Вояджер-2»
, который, посетив Сатурн, направился к Урану и Нептуну.

Сначала «Вояджер-2»
пролетел мимо Урана в 1986 году
и сделал фотографии вблизи. Уран оказался совсем невыразительным: на нем не были замечены штормы или облачные полосы, которые есть у других планет-гигантов.

Аппарат «Вояджер-2», пролетающий мимо Урана (компьютерное изображение)

С помощью космического аппарата «Вояджер-2»
удалось обнаружить массу деталей, включая кольца Урана, новые спутники
. Все что нам сегодня известно об этой планете, известно благодаря «Вояджеру-2»
, который на огромной скорости пронесся мимо Урана и сделал несколько снимков.

Аппарат «Вояджер-2», пролетающий мимо Нептуна (компьютерное изображение)

В 1989 году
«Вояджер-2»
добрался до Нептуна, сделав фотографии планеты и его спутника. Тогда же подтвердилось, что у планеты имеется магнитное поле и Большое темное пятно
, которое представляет собой устойчивый шторм. Также у Нептуна были обнаружены слабые кольца и новые спутники.

Новые аппараты к Урану планируются запустить в 2020-х годах
, однако точные даты еще не называются. НАСА намерена послать к Урану не только орбитальный аппарат, но и атмосферный зонд.

Космический аппарат «Urane Orbiter», направляющийся к Урану (компьютерное изображение)

Планета Плутон

В прошлом планета, а сегодня карликовая планета Плутон
– один из самых далеких объектов Солнечной системы, что затрудняет его изучение. Пролетая мимо остальных далеких планет, ни у «Вояджера-1»
, ни у «Вояджера-2»
не было возможности посетить Плутон, поэтому все наши знания об этом объекте мы получили благодаря телескопам
.

Космический аппарат «Новые горизонты» (компьютерное изображение)

До конца 20-го столетия
астрономы не особенно интересовались Плутоном, а все силы бросили на исследования более близких планет. Из-за удаленности планеты требовались большие затраты, особенно для того, чтобы потенциальный аппарат мог подпитываться энергией, находясь вдали от Солнца.

Наконец, только в начале 2006 года
успешно стартовал космический аппарат НАСА «Новые горизонты»
. Он еще в пути: планируется, что в августе 2014 года
он окажется рядом с Нептуном, а до системы Плутона доберется лишь в июле 2015 года
.

Старт ракеты с космическим аппаратом «Новые горизонты» с мыса Канаверал, Флорида, США, 2006 год

К сожалению, современные технологии не позволят пока аппарату выйти на орбиту Плутона и снизить скорость, поэтому он просто пройдет мимо карликовой планеты
. В течение полугода у исследователей будет возможность изучить данные, которые они получат с помощью аппарата «Новые горизонты»
.

Наука

Астрономы открыли новую небольшую
планету на краю Солнечной системы
и утверждают, что еще дальше скрывается еще одна более крупная планета.

В другом исследовании команда ученых обнаружила астероид со своей системой колец
, похожих на кольца Сатурна.

Карликовые планеты

Новая карликовая планета пока была названа 2012 VP113
, а ее солнечная орбита находится далеко за пределами известного нам края Солнечной системы.

Ее отдаленное положение указывает на гравитационное влияние другой более крупной планеты, которая возможно в 10 раз больше Земли
и которую еще предстоит обнаружить.

Три фотографии открытой карликовой планеты 2012 VP113, сделанные с разницей в 2 часа 5 ноября 2012 года.

Ранее считалось, что в этой отдаленной части Солнечной системы находится только одна маленькая планета Седна
.

Орбита Седны находится на расстоянии, которое в 76 раз больше расстояния от Земли до Солнца, а ближайшая орбита 2012 VP113 в 80 раз больше расстояния от Земли до Солнца
или составляет 12 миллиардов километров.

Орбита Седны и карликовой планеты 2012 VP113. Также пурпурным цветом обозначены орбиты планет-гигантов. Пояс Койпера обозначен синими точками.

Исследователи использовали камеру DECam в Андах Чили для открытия 2012 VP113. С помощью телескопа Магеллан они установили ее орбиту и получили информацию о ее поверхности.

Облако Оорта

Карликовая планета Седна.

Диаметр новой планеты составляет 450 км по сравнению с 1000 км у Седны. Она может быть частью Облака Оорта — области, которая существует за пределами пояса Койпера – пояса ледяных астероидов, которые вращаются еще дальше планеты Нептун.

Ученые намерены продолжить поиск отдаленных объектов в Облаке Оорта, так как они могут многое рассказать о том, как формировалась и развивалась Солнечная система.

Они также считают, что размер некоторых из них может быть больше Марса или Земли
, но так как они находятся так далеко, их сложно обнаружить с помощью существующих технологий.

Новый астероид в 2014 году

Другая команда исследователей нашла ледяной астероид, окруженный двойной системой колец,
похожих на кольца Сатурна. Только у трех планет: Юпитера, Нептуна и Урана есть кольца.

Ширина колец вокруг 250-километрового астероида Чарикло составляет 7 и 3 километра
соответственно, а расстояние между ними – 8 км. Они были обнаружены телескопами с семи мест в Южной Америке, включая Европейскую южную обсерваторию в Чили.

Ученые не могут объяснить наличие колец у астероида. Возможно, они состоят из камней и частиц льда, сформировавшихся из-за столкновения с астероидом в прошлом.

Возможно астероид находится в похожей эволюционной стадии, что и Земля раннего периода, после того как объект размером с Марс столкнулся с ней и сформировал кольцо мусора, которое соединилось в Луну.

Это система планет, в центре которой находится яркая звезда, источник энергии, тепла и света — Солнце.
По одной из теорий Солнце образовалось вместе с Солнечной системой около 4,5 миллиардов лет назад в результате взрыва одной или нескольких сверхновых звезд. Изначально Солнечная система представляла собой облако из газа и частиц пыли, которые в движении и под воздействием своей массы образовали диск, в котором возникла новая звезда Солнце и вся наша Солнечная система.

В центра Солнечной системы находится Солнце, вокруг которого по орбитам вращаются девять крупных планет. Так как Солнце смещено от центра планетарных орбит, то за цикл оборота вокруг Солнца планеты то приближаются, то отдаляются по своим орбитам.

Планеты земной группы:
и . Эти планеты небольшого размера с каменистой поверхностью, они находятся ближе других к Солнцу.

Планеты гиганты:
и . Это крупные планеты, состоящие в основном из газа и им характерно наличие колец, состоящих из ледяной пыли и множества скалистых кусков.

А вот не попадает ни в одну группу, т.к., несмотря на свое нахождение в Солнечной системе, слишком далеко расположен от Солнца и имеет совсем небольшой диаметр, всего 2320 км, что в два раза меньше диаметра Меркурия.

Планеты Солнечной системы

Давайте начнем увлекательное знакомство с планетами Солнечной системы по порядку их расположения от Солнца, а также рассмотрим их основные спутники и некоторые другие космические объекты (кометы, астероиды, метеориты) в гигантских просторах нашей планетарной системы.

Кольца и спутники Юпитера:
Европа, Ио, Ганимед, Каллисто и другие…

Планету Юпитер окружает целое семейство из 16 спутников, причем каждый из них имеет свои, непохожие на другие особенности…

Кольца и спутники Сатурна:
Титан, Энцелад и другие…

Характерные кольца есть не только у планеты Сатурн, но и на других планетах-гигантах. Вокруг Сатурна кольца особенно четко видно, потому что состоят из миллиардов мелких частиц, которые вращаются вокруг планеты, помимо нескольких колец у Сатурна есть 18 спутников, один из которых Титан, его диаметр 5000км, что делает его самым большим спутником Солнечной системы. ..

Кольца и спутники Урана:
Титания, Оберон и другие…

Планета Уран имеет 17 спутников и, как и другие планеты-гиганты, опоясывающие планету тонкие кольца, которые практически не имеют способности отражать свет, поэтому открыты были не так давно в 1977 году совершенно случайно…

Кольца и спутники Нептуна:
Тритон, Нереида и другие…

Изначально до исследования Нептуна космическим аппаратом «Вояджер-2» было известно о двух спутников планеты — Тритон и Нерида. Интересный факт, что спутник Тритон имеет обратное направление орбитального движения, также на спутнике были обнаружены странные вулканы, которые извергали газ азот, словно гейзеры, расстилая массу темного цвета (из жидкого состояния в пар) на много километров в атмосферу. Во время своей миссии «Вояджер-2» обнаружил еще шесть спутников планеты Нептун…

Возможно, будет полезно почитать:

• Как сочетаются оттенки в дизайне глянцевой кухни цвета капучино Сочетание цветов капучино сливочный и желто зеленый ;
• Стиль кантри в интерьере квартиры ;
• Создаем дизайн-проект квартиры своими руками ;
• Брусничный цвет в одежде: благородство и загадочность Сочетание цвета брусники с другими цветами ;
• Покраска стен или обои — что выбрать? ;
• Цвет брусника в одежде Брусничный цвет волос ;
• Дверной замок: конструкция устройства ;
• Как отремонтировать гаражные ворота Цены на секционные ворота ;

Исследование солнечной системы.

Строение солнечной системы Изучение других планет

Это система планет, в центре которой находится яркая звезда, источник энергии, тепла и света — Солнце.
По одной из теорий Солнце образовалось вместе с Солнечной системой около 4,5 миллиардов лет назад в результате взрыва одной или нескольких сверхновых звезд. Изначально Солнечная система представляла собой облако из газа и частиц пыли, которые в движении и под воздействием своей массы образовали диск, в котором возникла новая звезда Солнце и вся наша Солнечная система.

В центра Солнечной системы находится Солнце, вокруг которого по орбитам вращаются девять крупных планет. Так как Солнце смещено от центра планетарных орбит, то за цикл оборота вокруг Солнца планеты то приближаются, то отдаляются по своим орбитам.

Планеты земной группы:
и . Эти планеты небольшого размера с каменистой поверхностью, они находятся ближе других к Солнцу.

Планеты гиганты:
и . Это крупные планеты, состоящие в основном из газа и им характерно наличие колец, состоящих из ледяной пыли и множества скалистых кусков.

А вот не попадает ни в одну группу, т.к., несмотря на свое нахождение в Солнечной системе, слишком далеко расположен от Солнца и имеет совсем небольшой диаметр, всего 2320 км, что в два раза меньше диаметра Меркурия.

Планеты Солнечной системы

Давайте начнем увлекательное знакомство с планетами Солнечной системы по порядку их расположения от Солнца, а также рассмотрим их основные спутники и некоторые другие космические объекты (кометы, астероиды, метеориты) в гигантских просторах нашей планетарной системы.

Кольца и спутники Юпитера:
Европа, Ио, Ганимед, Каллисто и другие…

Планету Юпитер окружает целое семейство из 16 спутников, причем каждый из них имеет свои, непохожие на другие особенности…

Кольца и спутники Сатурна:
Титан, Энцелад и другие…

Характерные кольца есть не только у планеты Сатурн, но и на других планетах-гигантах. Вокруг Сатурна кольца особенно четко видно, потому что состоят из миллиардов мелких частиц, которые вращаются вокруг планеты, помимо нескольких колец у Сатурна есть 18 спутников, один из которых Титан, его диаметр 5000км, что делает его самым большим спутником Солнечной системы. ..

Кольца и спутники Урана:
Титания, Оберон и другие…

Планета Уран имеет 17 спутников и, как и другие планеты-гиганты, опоясывающие планету тонкие кольца, которые практически не имеют способности отражать свет, поэтому открыты были не так давно в 1977 году совершенно случайно…

Кольца и спутники Нептуна:
Тритон, Нереида и другие…

Изначально до исследования Нептуна космическим аппаратом «Вояджер-2» было известно о двух спутников планеты — Тритон и Нерида. Интересный факт, что спутник Тритон имеет обратное направление орбитального движения, также на спутнике были обнаружены странные вулканы, которые извергали газ азот, словно гейзеры, расстилая массу темного цвета (из жидкого состояния в пар) на много километров в атмосферу. Во время своей миссии «Вояджер-2» обнаружил еще шесть спутников планеты Нептун…

Наука

Астрономы открыли новую небольшую
планету на краю Солнечной системы
и утверждают, что еще дальше скрывается еще одна более крупная планета.

В другом исследовании команда ученых обнаружила астероид со своей системой колец
, похожих на кольца Сатурна.

Карликовые планеты

Новая карликовая планета пока была названа 2012 VP113
, а ее солнечная орбита находится далеко за пределами известного нам края Солнечной системы.

Ее отдаленное положение указывает на гравитационное влияние другой более крупной планеты, которая возможно в 10 раз больше Земли
и которую еще предстоит обнаружить.

Три фотографии открытой карликовой планеты 2012 VP113, сделанные с разницей в 2 часа 5 ноября 2012 года.

Ранее считалось, что в этой отдаленной части Солнечной системы находится только одна маленькая планета Седна
.

Орбита Седны находится на расстоянии, которое в 76 раз больше расстояния от Земли до Солнца, а ближайшая орбита 2012 VP113 в 80 раз больше расстояния от Земли до Солнца
или составляет 12 миллиардов километров.

Орбита Седны и карликовой планеты 2012 VP113. Также пурпурным цветом обозначены орбиты планет-гигантов. Пояс Койпера обозначен синими точками.

Исследователи использовали камеру DECam в Андах Чили для открытия 2012 VP113. С помощью телескопа Магеллан они установили ее орбиту и получили информацию о ее поверхности.

Облако Оорта

Карликовая планета Седна.

Диаметр новой планеты составляет 450 км по сравнению с 1000 км у Седны. Она может быть частью Облака Оорта — области, которая существует за пределами пояса Койпера – пояса ледяных астероидов, которые вращаются еще дальше планеты Нептун.

Ученые намерены продолжить поиск отдаленных объектов в Облаке Оорта, так как они могут многое рассказать о том, как формировалась и развивалась Солнечная система.

Они также считают, что размер некоторых из них может быть больше Марса или Земли
, но так как они находятся так далеко, их сложно обнаружить с помощью существующих технологий.

Новый астероид в 2014 году

Другая команда исследователей нашла ледяной астероид, окруженный двойной системой колец,
похожих на кольца Сатурна. Только у трех планет: Юпитера, Нептуна и Урана есть кольца.

Ширина колец вокруг 250-километрового астероида Чарикло составляет 7 и 3 километра
соответственно, а расстояние между ними – 8 км. Они были обнаружены телескопами с семи мест в Южной Америке, включая Европейскую южную обсерваторию в Чили.

Ученые не могут объяснить наличие колец у астероида. Возможно, они состоят из камней и частиц льда, сформировавшихся из-за столкновения с астероидом в прошлом.

Возможно астероид находится в похожей эволюционной стадии, что и Земля раннего периода, после того как объект размером с Марс столкнулся с ней и сформировал кольцо мусора, которое соединилось в Луну.

Солнечная система, в которой мы живем, постепенно всё больше и больше изучается земными исследователями.

Мы рассмотрим этапы и результаты исследований:

• Меркурия,
• Венеры,
• Луны,
• Марса,
• Юпитера,
• Сатурна,
• Урана,
• Нептуна.

Планеты земной группы и спутник Земли

Меркурий.

Меркурий является ближайшей планетой к Солнцу.

В 1973 году был запущен американский зонд «Маринер-10», с помощью которого впервые удалось составить достаточно надёжные карты поверхности Меркурия. В 2008 году было заснято впервые восточное полушарие планеты.

Однако, Меркурий остаётся на момент 2018 года самой малоизученной планетой земной группы – Венерой, Землёй и Марсом. Меркурий отличается малым размером, непропорционально крупным расплавленным ядром и имеет в наличии менее окисленный материал, чем его соседи.

В октябре 2018 года ожидается запуск к Меркурию миссии Bepi Colombo, совместного проекта Европейского и Японского космического агентства. Итогом семилетнего путешествия должно стать изучение всех особенностей Меркурия и анализ причин появления таких особенностей.

Венера.

Венера была исследована более 20 космическими аппаратами, преимущественно советским и американским. Рельеф планеты удалось увидеть при помощи радиолокационного зондирования поверхности планеты космическими аппаратами «Пионер-Венера» (США, 1978 г. ), «Венера-15 и -16» (СССР, 1983-84 гг.) и «Магеллан» (США, 1990-94 гг.).

Наземная радиолокация позволяет «увидеть» только 25% поверхности, причем с гораздо меньшим разрешением деталей, чем способны космические аппараты. Например, «Магеллан» получил изображения всей поверхности с разрешением в 300 м. Оказалось, что большая часть поверхности Венеры занята холмистыми равнинами.

Из последних исследований Венеры отметим миссию Европейского Космического Агентства Venus Express по исследованию планеты и особенностей её атмосферы. Наблюдение за Венерой проходило с 2006 по 2015 год, в 2015 году аппарат сгорел в атмосфере. Благодаря этим исследованиям была получена картина южного полушария Венеры, а также получена информация о недавней вулканической активности гигантского вулкана Идунн, имеющего диаметр 200 километров.

Луна.

Первым объектом пристального внимания со стороны землян стала Луна.

Ещё в 1959 и 1965 году советские аппараты «Луна – 3» и «Зонд – 3» впервые сфотографировали невидимое с Земли «темное» полушарие спутника.

В 1969 году на Луну впервые высадились люди. Самым известным из американских астронавтов, побывавшем на Луне, является Нил Амстронг. Всего на Луне побывало 12 американских экспедиций с помощью космических кораблей «Аполлон». В результате исследований на Землю было привезено около 400 килограммов лунной породы.

Впоследствии, из-за гигантских затрат на лунную программу, пилотируемые человеком полёты на Луну прекратились. Исследования Луны стали проводиться с помощью автоматических и управляемых с Земли космических аппаратов.

В последние четверть века происходит новый этап изучения Луны. В результате исследований космических аппаратов «Клементина» в 1994 году, «Лунар Проспектор» в 1998-1999, и «Смарт-1» в 2003-2006 году земные исследователи смогли получить более новые и уточнённые данные. В частности, были обнаружены залежи предположительно водяного льда. Большое количество этих залежей было обнаружено вблизи полюсов Луны.

А в 2007 году наступил черед китайских космических аппаратов. Таким аппаратом стал «Чаньэ-1», который был запущен 24 октября. 8 ноября 2008 года на лунную орбиту был выведен уже индийский космический аппарат «Чандрайян 1».
Луна является одной из главных целей в освоении человечеством ближнего космоса.

Марс.

Следующей целью земных исследователей является планета Марс.
Первым исследовательским аппаратом, который положил начало изучению Красной планеты, был советский зонд «Марс- 1». Согласно данным американского аппарата «Маринер – 9» полученным в 1971 г. удалось составить подробные карты поверхности Марса.

Что касается современных исследований, отметим следующие изыскания.
Так, в 2008 году космическим аппаратом «Феникс» удалось впервые произвести бурение поверхности и обнаружить лёд.

А в 2018 году радар MARSIS, который установлен на борту орбитального аппарата Европейского космического агентства «Mars Express», смог предоставить первые доказательства того, что на Марсе есть жидкая вода. Этот вывод следует из обнаруженного на южном полюсе озера немалых размеров скрытое подо льдом.

Планеты-гиганты

Юпитер.

Впервые Юпитер был исследован с близкого расстояния в 1973 году с помощью советского зонда «Пионер-10». Важное значение для изучения Юпитера имели и полёты американских аппаратов «Вояджер», осуществляемые в 1970-е годы.

Из современных исследований отметим такой факт. В 2017 году команда американских астрономов, во главе с Скоттом С. Шеппардом, занимаясь поисками потенциальной девятой планеты за пределами орбиты Плутона случайно обнаружили новые луны у Юпитера. Таких лун оказалось 12. В итоге количество спутников Юпитера увеличилось до 79.

Сатурн.

В 1979 году космический аппарат «Пионер -11» исследуя окрестности Сатурна, смог обнаружить новое кольцо у планеты, измерить температуру атмосферы и выявить границы магнитосферы самой планеты.

В 1980 г. аппарат «Вояджер-1» передал впервые ясные снимки колец Сатурна. Из этих снимков стало ясно, что кольца Сатурна состоят из тысяч отдельных узких колечек. Также было найдено 6 новых спутников Сатурна.

Наибольший вклад в изучение планеты гиганта внёс космический аппарат «Кассини», проработавший на орбите Сатурна с 2004 по 2017 год. С помощью его удалось установить, в частности, из чего состоит верхняя атмосфера Сатурна и особенности ее химического взаимодействия с материалами, которые поступают от колец.

Уран.

Планета Уран была открыта в 1781 году астрономом В. Гершелем. Уран является ледяным гигантом.

В 1977 году удалось обнаружить, что у Урана также есть свои кольца.

Замечание 1

Единственным космическим аппаратом Земли, побывавшим вблизи Урана, является «Вояджер-2» который пролетел мимо него ещё в 1986 году. Он сфотографировал планету, нашёл 2 новых кольца и 10 новых спутников Урана.

Нептун.

Нептун является планетой-гигантом и первой планетой, открытой с помощью математических вычислений.

Единственным пока аппаратом, побывавшим там, является «Вояджер -2». Он прошёл около Нептуна в 1989 году, что позволило увидеть некоторые детали атмосферы планеты, а также гигантский антициклон, размером с Землю в южном полушарии.

Планеты-карлики

К планетам-карликам относятся те небесные тела, которые обращаются вокруг Солнца и имеют достаточную массу для поддержания собственной сферической формы. Такие планеты не являются спутниками иных планет, но и не могут в отличие от планет расчистить свою орбиту от прочих космических объектов.

К карликовым планетам относятся такие объекты как Плутон, исключенный из списка планет, Макемаке, Церера, Хаумеа и Эрида.

Замечание 2

Отметим, что по поводу Плутона все еще ведутся споры, считать его планетой или планетой-карликом.

Планета Девять

20 января 2016 года астрономы, работающие в Калифорнийском технологическом институте, Константин Батыгин и Майкл Браун выдвинули гипотезу о предполагаемом существовании массивной транснептуновой планеты находящейся за пределами орбиты Плутона. Однако, до настоящего момента планету Девять обнаружить не удалось.

Фабрика планет. Экзопланеты и поиски второй Земли читать онлайн бесплатно Элизабет Таскер

Моим родителям, которые не заметили, что мои инициалы складываются в «E. T.»[1]. Я не могла простить им этого с восьми лет.

…Должна признать – в прозорливости им не откажешь.

Эта книга издана в рамках программы «Книжные проекты Дмитрия Зимина» и продолжает серию «Библиотека «Династия». Дмитрий Борисович Зимин – основатель компании «Вымпелком» (Beeline), фонда некоммерческих программ «Династия» и фонда «Московское время».

Программа «Книжные проекты Дмитрия Зимина» объединяет три проекта, хорошо знакомые читательской аудитории: издание научно-популярных переводных книг «Библиотека «Династия», издательское направление фонда «Московское время» и премию в области русскоязычной научно-популярной литературы «Просветитель».

Подробную информацию о «Книжных проектах Дмитрия Зимина» вы найдете на сайте ziminbookprojects.ru.

Предисловие

В начале 1990-х гг. нам были известны восемь планет:

Меркурий,

Венера,

Земля,

Марс,

Юпитер,

Сатурн,

Уран,

Нептун.

Еще мы знали о планетах-карликах – Церере (в поясе астероидов) и Плутоне (в поясе Койпера).

Первые четыре являются планетами земной группы – у них твердая поверхность и тонкая атмосфера. Следующие четыре представляют собой газовые гиганты с массой в 15–300 раз больше Земли и атмосферой в тысячи километров толщиной.

Но это были далеко не все миры за пределами нашей планеты.

Введение

Слепцы и планеты

• Шесть мудрецов из Индостана,
• Любовь к познанию питая,
• Отправились к слону
• (хоть были все слепыми),
• Чтобы свои теории проверить[2].

Джон Годфри Сакс. Слепцы и слон(по мотивам индийской притчи)

В Индии есть притча о шести слепцах, пытавшихся представить себе, как выглядит слон. Они решили ощупать неведомого зверя со всех сторон. Первому досталось гладкое ухо. Второй держался за бивень. Третий сжимал тонкий хвост. Четвертый коснулся хобота. Пятый обхватил ногу. Последний прижал ладони к широкому боку. Договориться о том, как на самом деле выглядит слон, они не смогли. Все закончилось горячим спором – ведь каждый из них узнал лишь часть правды.

«Что могло бы заставить вас вышвырнуть мою книгу в окно?»

Лучи холодного зимнего солнца струились сквозь стекло как раз одного такого окна на третьем этаже физического факультета Вашингтонского университета, откуда открывался изумительный вид на затянутую легкой дымкой панораму Сиэтла. Мне было не до того: я представляла себе, как истерзанный экземпляр моей книги мокнет в луже.

В кресле напротив меня сидел пышнобородый Том Куинн, астрофизик, потративший не одно десятилетие на моделирование процессов формирования планет. В течение последних десяти минут я испытывала его терпение, нудно перебирая возможные темы для будущего опуса, публикацией которого надеялась изменить мир. И вот мы подошли к моменту истины: мне захотелось узнать, есть ли что-то такое, что могло бы заставить специалиста в области планетологии признать книгу о других мирах полной ахинеей? Я ожидала, что Куинн начнет загибать пальцы на руках, перечисляя темы, которые обязательно нужно осветить. В самом начале его списка наверняка будут горячие юпитеры – уже обнаруженные планеты, которые обращаются вокруг звезд, похожих на нашу собственную. После их открытия все известные теории образования планет отправились в мусорную корзину. За горячими юпитерами, наверное, последуют загадочные суперземли, отличающиеся размерами от всего, что обращается вокруг Солнца. Что это вообще такое – миниатюрные газовые планеты с удушливыми атмосферами или планеты из твердых скальных пород, но только куда более массивные, чем Земля?

Пожалуй, потом Куинн упомянет планеты, которые, подобно вымышленной родной планете Люка Скайуокера, обращаются вокруг двух звезд-близнецов, или, наоборот, вспомнит о планетах без звезды. Еще есть планеты, траектории движения которых настолько вытянуты, что смена сезонов на них подобна прыжку из домны в морозильник; планеты, где солнце никогда не заходит; планеты, вся поверхность которых покрыта водой или расплавленной лавой. Или же Куинн мог бы сказать, что следующим большим прорывом станет открытие планет наподобие Земли – с изрезанными береговыми линиями, давшими приют причудливым формам жизни.

Куинн ничего не стал перечислять. Он решил не ходить вокруг да около.

«Наши знания о планетообразовании далеки от полноты, – сказал он. – Мы пока видели лишь крохотную часть всего, что есть в космосе. Если вы станете преподносить наши знания как исчерпывающее описание того, что существует на самом деле, ваша книга точно полетит в окно».

Куинн хотел сказать, что планеты с их тайнами остаются для нас не меньшей загадкой, чем слон для слепцов. Мириады миров в космосе – незримое существо, которое мы силимся познать по доступным нам сейчас небольшим кусочкам.

Звездный радар

Если бы в 1968 г. Мишель Майор не выбрался из ледяной расщелины, в которую он случайно угодил в горах, честь открытия первой планеты, обращающейся вокруг другого солнца, досталась бы кому-то еще.

Тяга к приключениям была у Майора в крови. Он родился в 1942 г. в Лозанне на берегах Женевского озера в семье любителей активного времяпрепровождения. Со временем детское увлечение переросло в страсть к опасным видам спорта – спуску на лыжах с горных вершин и скалолазанию. Нет ничего удивительного, что в 26 лет он оказался на волосок от гибели, сорвавшись с обледеневшего края утеса. Не исключено, что одержимость Майора движением звезд объясняется как раз этой любовью к высокогорью.

Докторская диссертация, над которой он работал в Женевском университете, была посвящена выявлению незначительных отклонений в траектории звезд, вызванных гравитационным воздействием спиральных рукавов Галактики. Это исследование было невозможно без сверхточного измерения скоростей звезд, и Майор непрерывно работал над усовершенствованием методов проведения таких измерений. Ему удавалось фиксировать все малозаметные изменения в движении звезд, даже самые незначительные их колебания стали доступны для наблюдения. Речь шла о колебаниях, вызванных объектом, который был несравнимо меньше самой звезды, – о легчайших толчках, исходящих от невидимой планеты.

Главное препятствие при поиске планет – то, что звезды такие большие и яркие. Даже от поверхности Юпитера – самой массивной планеты в нашей Солнечной системе – отражается всего лишь одна миллиардная попадающего на нее солнечного света. Это очень затрудняет процесс обнаружения планет, вращающихся вокруг другой звезды, свет от которой кажется крошечной точкой в небе. Однако, согласно методике Майора, астрономы и не должны пытаться разглядеть саму планету. Вместо этого следует измерять колебания звезды при обращении планеты вокруг нее.

Когда заходит речь об орбитах, мы обычно представляем себе, как объект меньшего размера движется вокруг более массивного стационарного тела, например как Земля движется вокруг Солнца или как Луна движется вокруг Земли. На самом деле тела притягиваются друг к другу, а потому они оба находятся в движении. Такая пара обращается вокруг своего центра масс – точки в пространстве, в которой силы притяжения двух тел уравновешивают друг друга.

Чтобы наглядно представить себе, как именно это происходит, возьмем карандаш, прикрепим к его концам по ластику и попробуем удержать его на пальце. Если вес ластиков одинаков, точка равновесия будет располагаться точно посередине карандаша. Тот же самый принцип работает и в том случае, когда две звезды одинаковой массы образуют двойную звездную систему. Звезды-двойники вращаются вокруг точки, располагающейся на полпути между ними. В том случае, когда ластики имеют разную массу, точка равновесия смещается к ластику, который тяжелее. Масса Харона, гигантского спутника Плутона, равна почти 12 % массы этой планеты-карлика. Центр их масс находится на расстоянии приблизительно 1000 км над поверхностью Плутона и чуть меньше 17 000 км от поверхности Харона. Поэтому Харон движется по большой окружности, а Плутон – по меньшей, так как оба они вращаются вокруг этой точки равновесия[3]. Масса Луны равна 1 % массы Земли, поэтому центр тяжести этих двух тел находится на глубине приблизительно 1700 км от поверхности Земли. Земля движется по орбите вокруг него, но, учитывая, что наша планета перемещается вокруг точки, расположенной внутри нее самой, ее вращения больше походят на покачивания.

В случае со звездой и планетой разница между массами настолько огромна, что центр массы оказывается в непосредственной близости от физического центра звезды. При этом планета движется по большой окружности, описывая почти правильный круг вокруг звезды, тогда как орбита звезды представляет собой едва заметные колебания.

В конце 1994 г. ученику Майора Дидье Кело удалось зафиксировать такое колебание при наблюдениях в телескоп. Объектом, незначительные перемещения которого зафиксировал исследователь, оказалась звезда из созвездия Пегас, находящаяся на расстоянии 51 светового года от Солнца. Это означало существование экзопланеты, то есть планеты за пределами нашей Солнечной системы.

Чтоб понять механизм обнаружения столь незначительного колебания, представьте себе, что вы слышите приближающийся звук сирены машины скорой помощи. Чем ближе машина, тем меньше расстояние между вами и сиреной. Звуковые волны сжимаются, их длина уменьшается, а звук сирены становится выше. При удалении машины длина звуковых волн увеличивается, а высота звука падает. Это явление называют эффектом Доплера.

То же самое происходит и со светом звезды. Когда при обращении по орбите вокруг планеты звезда движется по направлению к Земле, исходящие от нее световые волны сжимаются, их длина уменьшается, а цвет смещается к голубой части спектра. Когда звезда движется назад, удаляясь от Земли, световые волны становятся длиннее и приобретают красный оттенок. По мере движения планеты и звезды по орбите вокруг общего центра масс свет звезды меняется, смещаясь то к голубой части спектра, то к красной, в соответствии с ее колебательными движениями.

Еще один способ решения той же проблемы связан с частицами света. Представьте, что звезда – это человек, который бросает в вас световые шары с постоянной частотой. Если звезда движется к вам, расстояние между вами сокращается, а значит, частота с которой шары долетают до вас, увеличивается. Это как раз то уменьшение длины волн, благодаря которому свет приобретает голубой оттенок, а звук сирены становится выше. Когда звезда удаляется, расстояние увеличивается, а значит, шарам требуется больше времени, чтобы преодолеть его. При этом длина волн увеличивается, а свет приобретает красный оттенок.

Измерение этого сдвига в длине волн позволяет отследить изменения в движении звезды в момент колебания при сближении с Землей и удалении от нее. Скорость движения по направлению к нам называют лучевой скоростью звезды. Отсюда название метода обнаружения планет – метод лучевых скоростей. Иногда его еще называют методом Доплера.

Майор и Кело использовали данные о продолжительности колебаний звезды в обоих направлениях для расчета длины орбиты планеты и далее делали вывод о том, насколько далеко планета находится от звезды. При этом амплитуда колебаний звезды позволила оценить массу планеты: чем больше звезда отклонялась от своей орбиты, тем дальше была точка равновесия, то есть центр масс, а значит, тем тяжелее была планета.

Стоит упомянуть, что масса планеты, полученная методом измерения лучевой скорости звезды, – это всегда минимальное возможное значение. Причина в том, что световые волны становятся короче или длиннее только при движении непосредственно к нам или от нас. Любые колебания звезды, направленные не в нашу сторону, проходят незамеченными.

Можно провести аналогию с наблюдением за движением наполненного горячим воздухом шара по его тени. Тень показывает нам, что шар движется параллельно земле, но мы не понимаем, поднимается он или опускается. Если бы по движению тени вы захотели вычислить, сколько горючего ушло на полет шара, то, скорее всего, полученный результат был бы слишком мал, ведь в нем не учитывалось бы топливо, затраченное на набор высоты. Соответственно, если планета и звезда движутся по орбитам, имеющим определенный угол наклона по отношению к Земле, только лишь часть колебаний звезды будет обращена к нам и поддастся обнаружению. Поэтому оценка исходящей от планеты силы будет заниженной, а вычисленная таким способом масса будет меньше фактической.

Майор и Кело проводили свои наблюдения с помощью телескопа в обсерватории Верхнего Прованса на юге Франции. К концу 1994 г. им удалось провести 12 измерений лучевой скорости звезды 51 в созвездии Пегас. Они поняли, что имеют дело с чем-то исключительным, но потом осторожность взяла верх. Предшествующие попытки отыскать столь крошечный объект, как планета, ни к чему хорошему не привели, из-за чего за исследованиями в этой области закрепилась дурная слава. На протяжении полувека то там, то тут появлялись ложные сообщения, которые не подтверждались при более тщательном анализе. Была ли это действительно планета или то, что они наблюдали, окажется всего лишь результатом незначительных периодически повторяющихся изменений в атмосфере звезды при ее вращении?

Была и другая проблема. Когда они пытались рассчитать минимальную массу и период обращения планеты по орбите, у них получалась какая-то бессмыслица.

Предполагаемая планета была размером по меньшей мере в половину Юпитера, то есть приблизительно в 150 раз больше Земли. Такая громада должна была быть газовым гигантом, похожим на четыре планеты Солнечной системы – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Предполагают, что у них есть твердое ядро, но большая часть их объема приходится на атмосферу толщиной в тысячи километров. Все наши газовые планеты находятся на дальних окраинах Солнечной системы, а во всех моделях образования планет такое расположение рассматривалось в качестве универсального. Для формирования газового гиганта требуется много вещества. Вблизи звезды, где под действием высокой температуры значительная часть потенциальных твердых частиц улетучивается, его просто нет. Поэтому газовые гиганты всегда находятся на значительном удалении от звезды. Однако расстояние между наблюдавшейся Майором и Кело новой планетой и звездой было совсем небольшим. Более того, планета располагалась намного ближе к звезде 51 Пегаса, чем Меркурий – к нашему Солнцу. Год на ней продолжался всего четверо суток. Должно быть, исследователи допустили ошибку.

Майор и Кело решили не торопиться и продолжили наблюдать за звездой 51 Пегаса. В июле 1995 г. они провели еще восемь измерений. Проанализировав полученные данные, ученые наконец убедились, что были правы. Несмотря на все нестыковки, это действительно была планета.

В том же году Майор отправился на конференцию, которая должна была пройти 6 октября во Флоренции. Он поздно подал заявку на участие и потому должен был выступить с пятиминутным докладом в рамках дискуссии за круглым столом. Еще до начала заседания среди участников начали распространяться слухи о теме доклада Майора. Организаторы решили увеличить время его выступления до 45 минут.

Получив слово, Майор объявил об открытии первой внесолнечной планеты по колебательному движению солнцеподобной звезды. Своим докладом он положил начало настоящей лавине исследований, приведших к открытию десятков новых миров.

Далекая горячая планета Майора получила условное обозначение «51 Пегаса b», состоящее из имени звезды 51 в созвездии Пегас и строчной буквы. Дело в том, что строчной буквой a теперь принято обозначать саму звезду. Поэтому первая планета, открытая в той или иной планетной системе, получает букву b. Ее собратья в той же планетной системе будут обозначаться буквами c, d, e и так далее. Если звезда является частью двойной системы, в которой две похожие звезды обращаются по орбитам вокруг общего центра масс, то для их обозначения используются прописные буквы A и B.

У названия звезды могут быть совершенно разные источники, выбор которых определяется совсем не благозвучием. «51 Пегаса» – это 51-я звезда в созвездии Пегас. Также звезды называют по астрономическим каталогам, в которых они числятся. Например, Глизе 1214 – 1214-я звезда из каталога Глизе (Gliese), а BD+20594 – звезда из каталога «Боннское обозрение» (Bonner Durchmusterung). Как мы увидим позже, многие звезды с обращающими вокруг них планетами получают имена в честь инструмента, с помощью которого они были обнаружены, или исследования, благодаря которому это стало возможно.

Конечно, никто никогда всерьез не ставил под сомнение существование планет, обращающихся вокруг других звезд. Однако именно с открытием планеты 51 Пегаса b мы получили возможность находить эти далекие миры и быть уверенными, что это не какая-то ошибка. В 1999 г. было сделано еще одно открытие, которое ознаменовало начало эпохи массового обнаружения новых планет.

Силуэт Венеры

За зданием факультета астрофизики Оксфордского университета закрепилась сомнительная репутация одного из самых уродливых в исторической части города. Однако тем, кто собрался на его крыше 8 июня 2004 г., не было никакого дела до брутальной бетонной архитектуры. Их интересовало кое-что другое: все взгляды были прикованы к импровизированному экрану, на который через камеру-обскуру проецировалось изображение Солнца. Сразу после полудня на размытом фоне появился и начал движение темный силуэт. Это была планета Венера, проходившая по диску Солнца впервые с 1882 г.

Транзит, т. е. прохождение, наблюдается, когда небесное тело проходит между Землей (или другой точкой наблюдения) и более крупным объектом, закрывая собой небольшую его часть. Самым ярким примером такого явления может служить полное солнечное затмение, при котором Луна на короткое время полностью закрывает свет Солнца. Несмотря на то что диаметр Венеры почти в 3,5 раза больше диаметра Луны, из-за более удаленного положения она блокирует лишь около 0,1 % света Солнца. При столь незначительном снижении светимости увидеть транзит Венеры можно, только вооружившись специальным оборудованием. До 1639 г. никто эти транзиты не замечал.

Немецкий астроном Иоганн Кеплер пытался, но так и не сумел предсказать транзит Венеры, уйдя из жизни за шесть лет до него. Наибольшую известность ему принесли доказательство движения планет по эллиптическим, а не круговым орбитам и открытие трех законов движения планет. Еще одним результатом его скрупулезных наблюдений за характером движения планет Солнечной системы стали первые расчеты времени прохождения Венеры по диску Солнца.

Редкость таких транзитов объясняется тем, что в ходе них Солнце, Венера и Земля должны расположиться на одной линии, что случается нечасто. Транзиты Венеры происходят парами с интервалом более века. По расчетам Кеплера, в 1639 г. Венера должна была быть максимально близка к тому, чтобы пересечь поверхность Солнца. Его выводы пересмотрел британский астроном Джереми Хоррокс, который не только понял, что транзит Венеры состоится, но и впервые наблюдал и зафиксировал это явление вместе со своим другом Уильямом Крабтри. Как это ни парадоксально, Хоррокс, который использовал для получения четкого изображения Солнца телескоп, технически был оснащен лучше наблюдателей, собравшихся на крыше здания отделения астрофизики в Оксфорде 365 лет спустя.

Прохождение Венеры по диску нашего Солнца – действительно редкое явление. Но на самом деле на ночном небе происходит бесчисленное количество планетных транзитов. Впрочем, обнаружить их совсем не просто – для этого нужно зафиксировать вызванные планетой «мерцания» в точке звездного света величиной с укол булавки.

История изучения экзопланет, как позже поведает мне за кружкой пива австралийский планетолог Стивен Кейн, делится на две части – до открытия HD 209458 b и после него.

HD 209458 b – очередная планета размером с Юпитер, которая располагается недалеко от своей звезды, совершая оборот по орбите всего за трое с половиной суток. Ее неуклюжее название является примером следования правилам астрономической номенклатуры: HD представляет собой сокращение названия каталога Генри Дрейпера (Henry Draper), а 209458 – порядковый номер звезды в этом каталоге. Как и 51 Пегаса b, HD 209458 располагается в созвездии Пегаса, но в три раза дальше от нас, на расстоянии 150 световых лет. Впервые планета была обнаружена методом лучевых скоростей, позволившим зафиксировать колебания ее звезды. Однако наличие столь крупной планеты в непосредственной близости от звезды означало высокую вероятность того, что она совершит транзит, который можно будет наблюдать. Решив воспользоваться этой заманчивой возможностью, две группы исследователей начали вести наблюдения за светом от HD 209458.

Увидеть четко очерченный силуэт планеты, проходящей по диску звезды, находящейся дальше нашего Солнца, невозможно. Все, что мы видим, – это небольшое снижение яркости света (астрономы говорят: блеска) звезды, которое можно сравнить с мерцанием. Такое затемнение является крайне незначительным. Даже для HD 209458 b, газового гиганта размером с Юпитер, падение блеска составляет всего лишь порядка 1–2 %. Для планеты размером с Землю эта величина опускается ниже одной сотой процента.

Несмотря на эти затруднения, обе группы, обратившие внимание на HD 209458, зафиксировали характерное уменьшение блеска звезды, продолжавшееся пару часов. Полученные ими результаты были одновременно опубликованы в одном и том же выпуске The Astrophysical Journal в декабре 1999 г. Наблюдавшиеся падения блеска звезды точно соответствовали периодическим изменениям положения звезды, определяемым с помощью метода лучевых скоростей. Так была обнаружена первая транзитная экзопланета.

Новый метод обнаружения планет получил название транзитного, так как был основан на обнаружении прохождения планеты по диску звезды: в отличие от метода лучевых скоростей, при котором оценивается масса планеты, в транзитном методе учитывается ее радиус. Более значительное падение блеска звезды соответствует более крупной планете. В результате HD 209458 b стала первой экзопланетой, размер которой удалось определить.

Помимо размера планеты данный метод также позволяет узнать ориентацию орбиты. Зная время прохождения планеты по диску звезды (продолжительность падения яркости) и время обращения вокруг звезды (промежуток между падениями яркости), можно прочертить траекторию планеты. Это позволяет исключить характерную для метода лучевых скоростей погрешность при измерении массы. Таким образом, комбинируя методы, можно получить точные значения массы и радиуса новой планеты.

Каменистая планета, существенную часть поверхности которой занимает суша, то есть такая, как Земля, имеет высокую плотность – 5,51 г/см³. При этом железное ядро Земли значительно плотнее этого значения, а плотность вещества у поверхности меньше. Поэтому указанное выше значение плотности является усредненным показателем для всех составляющих планеты.

Что касается гиганта вроде Юпитера, то, учитывая, что большую часть этой планеты составляет водород, его впечатляющей массе соответствует еще более впечатляющий радиус. В силу этого средняя плотность планеты очень мала и составляет всего лишь 1,33 г/см³.

В случае с HD 209458 b результаты измерения этих характеристик оказались не менее удивительными, чем удивительная близость орбиты планеты к звезде. Оказалось, что при массе, составляющей две трети Юпитера, экзопланета больше его на треть, и ее плотность составляет всего лишь 0,37 г/см³. Этот юпитероподобный газовый гигант явно раздут.

Измерение колебаний лучевой скорости и падения яркости при транзите – далеко не простая задача. Одни планеты не проходят по диску своей звезды, другие – не создают настолько сильных колебаний, чтобы их можно было отличить от собственных изменений в скорости движения звезды. Тем не менее появление методов изучения строения экзопланет стало огромным шагом вперед – шагом, которого было достаточно для того, чтобы положить начало куда более масштабному проекту по исследованию экзопланет.

Ранним утром 7 марта 2009 г. со стартовой площадки на базе ВВС США на мысе Канаверал во Флориде отправилась в космос ракета-носитель. На ее борту находился первый космический телескоп, предназначенный для поиска планет.

Телескоп назвали в честь Иоганна Кеплера, астронома, проделавшего кропотливую работу по вычислению параметров движения планет в нашей Солнечной системе. В знак уважения к вкладу Кеплера в прогнозирование транзитов ближайших к нам планет его именем был назван аппарат, предназначенный для наблюдения за транзитом тысяч планет.

Оказавшись в космосе, телескоп «Кеплер» выполнил маневр, в результате которого оказался на орбите, позволяющей ему следовать за Землей вокруг Солнца. Наконец 7 апреля был сброшен пылезащитный слой, и на «Кеплер» впервые попал свет. Благодаря зеркалу диаметром 1,4 м, направленному на богатый звездами участок нашей Галактики в районе созвездий Лебедь и Лира, «Кеплер» был способен наблюдать более чем за 100 000 звезд одновременно.

Для обнаружения проходящих по диску звезды экзопланет космический телескоп использовал транзитный метод, фиксируя падения яркости звезд. Находясь за пределами рассеивающей свет атмосферы Земли, «Кеплер» имел намного большую чувствительность к малейшим колебаниям света звезд, чем любой телескоп на поверхности нашей планеты.

Проект имел грандиозный успех. На состоявшемся в январе 2015 г. зимнем заседании Американского астрономического общества команда проекта «Кеплер» объявила о 1000-м подтверждении открытия планеты. И это не считая свыше 4000 кандидатов в планеты, существование которых вызывало сомнения и нуждалось в подтверждении в ходе дальнейших наблюдений. Официальной целью миссии считался поиск землеподобных планет, но истинное значение работы телескопа «Кеплер» заключается в демонстрации колоссального разнообразия и многочисленности планет в нашем галактическом окружении. За 20 лет мы перешли от теорий, в которых все аспекты процесса формирования планет описываются исключительно на материале одной-единственной Солнечной системы, к теориям, основанным на сопоставлении более чем 500 различных планетных систем.

Оптимальным объектом для применения как транзитного метода, так и метода лучевых скоростей являются крупные планеты, обращающиеся по близким к звездам орбитам. Такие планеты блокируют больше всего света, чаще всего проходят по диску звезды и достаточно массивны, чтобы вызвать поддающиеся фиксации колебания светила. Вследствие этого мы знаем куда больше об объектах с короткими орбитами, чем о тех, что находятся на задворках планетных систем.

Разумеется, арсенал методов поиска внесолнечных планет не исчерпывается указанными двумя. Однако именно они являются наиболее продуктивными. Сейчас, когда я пишу эти строки, насчитывают 3439 подтвержденных внесолнечных планет. Причем 3314 из них были обнаружены по крайней мере одним из двух методов[4]. Эта книга – история тех самых 3439 планет. В ней рассказывается о том, как из частичек пыли формируются миры, разнообразие которых намного богаче самых причудливых фантазий Голливуда. Как минимум в одном из таких миров развилась разумная форма жизни, способная задаться вопросом о происхождении всего ее окружающего. Впрочем, этой форме жизни не стоит забывать: ответы, которая она найдет здесь, не являются окончательными.

Точка еще не поставлена.

Первая часть. Пыль на фабричном полу

Глава 1

Фабрика за работой

В час пополуночи 8 февраля 1969 г. небо над штатом Чиуауа на севере Мексики озарилось светом огненного шара.

«Все вокруг залило светом – можно было разглядеть муравья на полу, – рассказывал впоследствии корреспонденту The Washington Post редактор местной газеты Гильермо Асунсоло. – Сияние было такое, что приходилось закрывать глаза».

Пылающая глыба с шумом разрезала атмосферу, пока не взорвалась над деревней Пуэблито-де-Альенде, разлетевшись на множество осколков по территории площадью 250 кв. км. Увидев такое зрелище, любой бы ужаснулся приближающемуся концу света. Но на самом деле объятый огнем объект был не предвестником нашей смерти, а свидетелем нашего рождения.

Твердые тела, проникающие в атмосферу Земли из космоса, называют метеороидами. Контакт с атмосферой земли губителен для куска горной породы, поскольку воздух оказывает куда большее сопротивление его полету, чем вакуум в космосе. Когда метеороид врезается в атмосферу, воздух быстро сжимается, что приводит к резкому повышению температуры. Окружающий космического пришельца воздух вспыхивает, превращая песчинки в «падающие звезды» – метеоры, а редкие глыбы большого размера – в огненные шары, болиды. Вероятность полного выгорания в таких экстремальных условиях весьма велика, поэтому большинство метеороидов до поверхности Земли никогда не долетает. Те, которым все-таки удается пережить все трудности опасного путешествия, в награду за стойкость переходят в категорию метеоритов.

Эффектный вход в атмосферу метеорита Альенде (названного так в честь деревни, над которой он взорвался) не мог пройти незамеченным. В район падения метеорита сразу же нагрянули ученые, к поискам обломков привлекли местных жителей и школьников. Группа полевых исследователей из Смитсоновского института в Вашингтоне за несколько недель после падения собрала около 150 кг метеоритного материала и передала его 37 лабораториям в 13 странах. Всего было собрано более 2 т материала самого разного веса– от крошечных фрагментов весом 1 г до громадной 110-килограммовой глыбы. Исходя из столь значительного объема находок можно было сделать вывод, что перед взрывом метеор был размером с автомашину. В результате активной работы по сбору осколков Альенде и их передачи ученым он заслужил звание «самого тщательно обследованного метеорита в истории». Однако повышенный интерес к нему объяснялся не только его аномально большим размером.

Все начало 1969 г. сотрудники научных лабораторий по всей Америке находились в состоянии напряженного ожидания – экипаж «Аполлона-11» должен был вот-вот доставить образцы лунных пород, собранные во время исторической высадки на Луне. И тут прямо у них под носом в Землю врезается еще один осколок горной породы из космоса. Когда извлеченные с места падения куски метеорита Альенде были исследованы с помощью лабораторного оборудования, которое к тому моменту уже было подготовлено к анализу внеземного материала и только ждало своего часа, обнаружилось, что это был не какой-нибудь там заурядный космический булыжник. Нет, вещество с белыми точками, из которого он состоял, оказалось углистым хондритом, то есть Альенде относился к редкому классу метеоритов, на который приходится менее 5 % всех падений. Этот класс состоит из самых первых объектов, из которых формировалась Солнечная система, а метеорит Альенде остается самым крупным представителем этого класса из всех когда-либо найденных на Земле.

Уникальность углистого хондрита в его древнем происхождении: когда вы держите его в руках, вы как будто смотрите на детскую фотографию самого дальнего предка. Эта горная порода сформировалась в самом начале истории нашей планеты. Но, в отличие от Земли, ей не удалось набрать достаточную массу для того, чтобы вырасти в самостоятельную планету. С помощью этого снимка, на котором в физической форме запечатлено самое начало нашего собственного существования, мы можем с большой точностью определить момент рождения нашего планетного окружения.

Как показывает лабораторный анализ, в метеоритах содержатся элементы, которые являются радиоактивными: атомы в них могут спонтанно превращаться в атомы другого элемента. Этот радиоактивный распад носит случайный характер, а значит, точно сказать, когда конкретный атом изменит свое состояние, невозможно. Однако есть значительное число атомов, изучая которые ученые могут с определенной долей уверенности определить время, которое требуется для того, чтобы половина из них распалась. Этот отрезок времени называют периодом полураспада элемента. То есть, если мы сможем узнать, какая часть радиоактивного элемента распалась, мы получим своего рода часы, с помощью которых мы сможем рассчитать, сколько времени прошло.

Одним из таких радиоактивных элементов, содержащихся в метеоритах, является рубидий-87 (обозначаемый как ⁸⁷Rb). Цифра 87 указывает на массу атомного ядра рубидия – центральной его части, состоящей из положительно заряженных частиц под названием «протоны» и частиц под названием «нейтроны», которые имеют ту же массу, что и протоны, но при этом не обладают электрическим зарядом. Когда атом ⁸⁷Rb распадается, один из его нейтронов становится протоном в ходе процесса, получившего название бета-распад. Результатом является атом стронция-87 (⁸⁷Sr), ядро которого имеет ту же массу, что и ⁸⁷Rb, но при этом в нем на один протон больше и на один нейтрон меньше.

Период, за который половина атомов ⁸⁷Rb распадается в ⁸⁷Sr, составляет 49,23 млрд лет. Он отлично подходит для оценки временных рамок образования планет. Если бы период полураспада был очень коротким (скажем, несколько лет), тогда атомы ⁸⁷Rb исчезли бы задолго до того момента, когда изучаемый осколок горной породы достиг поверхности Земли. С другой стороны, существенно большая продолжительность этого отрезка времени означала бы отсутствие такого количества атомов ⁸⁷Sr, которого было бы достаточно для проведения измерений. Поэтому достаточного уровня точности измерений методом радиоактивного датирования можно достичь в тех случаях, когда измеряемый период времени находится в промежутке от одной десятой периода полураспада до 10 периодов полураспада.

Измеряя текущее количество атомов ⁸⁷Rb в метеорите и количество атомов ⁸⁷Sr, образовавшихся в результате распада рубидия, ученые могут рассчитать, какая часть атомов распалась с момента формирования метеорита. Затем, зная период полураспада ⁸⁷Rb, они могут определить, сколько времени прошло с момента образования горной породы.

В случае с углистым хондритом, таким, например, как метеорит Альенде, полученный описанным способом возраст указывает на самое начало истории нашей планеты. Он равен 4 560 000 000 годам.

Планетообразующий диск

Благодаря метеориту Альенде мы знаем, когда зародилась наша планета. Но что именно тогда она из себя представляла, остается для нас загадкой. Углистый хондрит вряд ли можно сравнить с четкой фамильной фотографией, на которой видны лица всех предков. Скорее он похож на размытое селфи дальнего кузена с датой в виде наспех нацарапанных закорючек в нижнем углу. Не имея более четкого представления об условиях, в которых началось формирование нашей планеты, мы не сможем понять, есть ли у нас шанс найти второй такой мир.

И пусть с семейным фотографом нам не повезло, у нас все же есть один достоверный факт об эпохе, когда мы родились: 4,56 млрд лет назад наше Солнце появилось на свет. Оказывается, связи всего лишь с одним-единственным событием – завершившимся незадолго до того формированием нашей звезды – достаточно, чтобы понять, как образуется планета.

Если мы углубимся в прошлое еще на несколько миллионов лет, взяв за точку отсчета момент образования первобытного метеорита, мы окажемся в одном из самых холодных мест в Галактике. Место это – колыбель нашего Солнца: умопомрачительно холодное облако газа с температурой –263 °C. Именно в таких звездных колыбелях и зарождаются все звезды в нашей Галактике. Эти облака состоят преимущественно из водорода, а их массы приблизительно в 1000–1 000 000 раз превышают массу Солнца. Поскольку они образуются в Галактике, которая находится в постоянном движении, газ в облаках распределяется не равномерно, а постоянно перемещается и перемешивается, как пух в старой перине, собираясь в плотные сгустки, называемые ядрами. В результате концентрации большой массы в небольшом пространстве под действием гравитации ядро начинает сжиматься, что делает его еще более плотным и ускоряет его коллапс. По мере уплотнения газ нагревается и рождается звездный эмбрион – протозвезда.

Хотя солирующую партию здесь исполняет гравитация, она – не единственная сила, заставляющая вещество сжиматься. Увлекаемый вращением Галактики и взаимодействиями с соседними облаками, газ в облаке-колыбели также вращается. Подобно тому, как при катании на детской карусели вас выталкивает наружу, вращение газа помогает ему сопротивляться действию гравитации. Эта дополнительная сила удерживает газ, вращающийся с наибольшей скоростью в ядре, в стороне от коллапсирующей протозвезды. В результате этого процесса, похожего на работу пиццайоло, который крутит тесто в руках, пока не получится плоская пицца, вокруг звезды формируется вращающийся диск газа.

По мере того как газ перестает сжиматься и начинает охлаждаться, частицы пыли конденсируются внутри диска подобно кристалликам льда, образующимся при замерзании водяного пара. Эти крошечные песчинки сливаются с хаотичным скоплением пыли, которое уже присутствует в газовой облаке, образуя первые твердые тела вокруг нашего Солнца. Так начинается процесс формирования планеты. Из мельчайших строительных блоков на этой газово-пылевой фабрике, которую называют «протопланетным диском», собираются все более массивные объекты.

Видимая простота описываемого процесса кажется несколько подозрительной. Ведь если бы все происходило именно так, тогда вокруг каждой звезды при ее рождении появлялся бы ее собственный планетообразующий диск. Может ли процесс образования планет и правда быть настолько широко распространен во Вселенной?

Проверить это нетрудно – например, можно поискать протопланетные диски вокруг существующих сейчас молодых звезд. Проблема в том, что эти диски не светятся. В отличие от звезды в центре, которая активно разогревается, превращаясь в колоссальный пылающий шар, окружающий ее пылевой диск не может сам излучать свет. Но при этом пыль должна поглощать исходящую от звезды энергию. Энергия света звезды должна нагревать пыль в протопланетном диске точно так же, как лучи летнего солнца раскаляют капот автомобиля. Нагревшись, пыль должна выделять тепло в виде низкоэнергетического излучения инфракрасного спектра.

Человеческий глаз не чувствителен к инфракрасному излучению, но найти камеры, которые могут его регистрировать, не так уж и трудно. К сожалению, этот вид устройств, отлично подходящий для фиксации тепла, исходящего от ночного грабителя, невозможно просто направить в небо, чтобы обнаружить там протопланетный диск. Причина в том, что, хотя звезда нагревает диск, его температура все равно может опускаться намного ниже любого значения, которое можно встретить на Земле. Чтобы излучаемое самой камерой тепло не мешало работе, ее придется охладить до температуры ниже той, которая фиксируется в звездной колыбели. Кроме того, собственная атмосфера Земли очень хорошо поглощает инфракрасное излучение; в этом она легко даст фору упомянутому выше грабителю, убегающему с вашим новым телевизором. Поэтому лучшее место для размещения такого инструмента – космос.

Даже несмотря на то, что поддерживать низкие температуры при работе с космическими телескопами проще, использовать их для охоты за инфракрасным излучением все равно можно только при наличии дополнительного охлаждения. Обычно нужная температура достигается с помощью жидкого гелия, который медленно испаряется, поглощая окружающее его тепло и поддерживая температуру телескопа на уровне –270 °C. Когда гелий полностью испаряется, телескоп слегка нагревается до умеренно мягких –244 °C.

Как раз такими телескопами, чья задача заключается в поиске дисков вокруг молодых звезд, были телескопы «Инфракрасная космическая обсерватория» (Infrared Space Observatory) и космический телескоп «Спитцер» (Spitzer Space Telescope). Первый был запущен в 1995 г. Европейским космическим агентством и продолжал работать до 1998 г., пока не закончился гелиевый хладагент. «Спитцер» – одна из «Больших обсерваторий» NASA. В эту знаменитую группу спутников также входит космический телескоп «Хаббл». «Спитцер» был запущен в 2003 г., хладагент на нем был выработан в мае 2009-го, но телескоп продолжил работу в режиме ограниченной нагрузки при более высокой температуре. Результаты работы этих телескопов не оставляли сомнений: все звезды младше миллиона лет окружены пылевыми дисками. Если этого набора условий достаточно для формирования планет, то вокруг каждой новой звезды действительно могут образовываться новые миры.

Впрочем, проведенные исследования позволили сделать еще и другой вывод. Хотя у всех самых молодых звезд были диски, только 1 % звезд старше 10 млн лет по-прежнему имели тот набор условий, который требуется для формирования планет. Единственное толкование: формирование планет происходит в рамках определенного периода времени.

Исчезновение протопланетного диска может объясняться несколькими причинами. Самое захватывающее объяснение: весь диск превращается в планеты, в результате чего образуется целый хоровод новых миров. К сожалению, наблюдения за нашей Солнечной системой и за известными нам эзкопланетными системами показывают, что общая конечная масса планет составляет лишь 1 % от первоначальной массы диска, что заставляет задуматься о том, куда деваются остальные 99 %.

Еще одно вероятное объяснение заключается в том, что под действием гравитационных сил диск притягивается к близлежащим звездам, отрываясь от своего солнца. Это процесс действительно может иметь место в некоторых случаях, но он не настолько широко распространен, чтобы им можно было объяснить полное исчезновение всех протопланетных дисков: обычно звезды находятся слишком далеко друг от друга. Поэтому за разрушением диска должны стоять факторы внутреннего порядка, то есть в процессе формирования звезды и дисковой системы последняя разрушает саму себя.

Отчасти в разрушении виновато трение внутри диска. Для наглядности можно представить себе диск в виде следующих друг за другом беговых дорожек вокруг звезды. Газ на внутренней дорожке выбивается вперед, опережая газ на соседней внешней дорожке. В результате трения между дорожками скорость газа на внутренней дорожке уменьшается, а значит, в противостоянии вращения и гравитационных сил протозвезды последние начинают одерживать верх. Увлекаемый вперед газом с внутренней дорожки, газ на внешней дорожке набирает скорость, но одновременно с этим замедляется под влиянием газа с дорожки, которая граничит с ним с другой стороны. По мере уменьшения влияния на диск вращения газ и находящаяся во взвешенном состоянии пыль падают по направлению к звезде.

Этот процесс падения вещества по спирали называют аккрецией. Безусловно, на него можно списать исчезновение определенной части диска. Однако, учитывая, что этот процесс протекает достаточно медленно, вряд ли его можно считать единственной причиной. На разрушение внешних частей дисков путем аккреции потребовалось бы несколько миллиардов лет. Но, как показывают наблюдения, все происходит намного быстрее – приблизительно за 10 млн лет. Еще больше усугубляет ситуацию то обстоятельство, что процесс частичного разрушения диска наблюдается исключительно редко. Это указывает на то, что фактическое время разрушения в 10 раз меньше, а сам процесс, скорее всего, протекает практически одновременно во всем диске. Последний вывод наиболее проблематичен, поскольку, чем ближе к звезде, тем быстрее протекает аккреция, а значит, диск поглощается изнутри. Для этого требуется вторая, более динамичная деструктивная сила. Ее источником выступает сама звезда.

Подобно болезненному взрослению подростка, процесс превращения молодой протозвезды в полноценное солнце протекает весьма бурно. В случае со звездой промежуточной массы, такой, например, как Солнце, этот бунтарский период называют стадией Т Тельца – в честь первой звезды – звезды в созвездии Телец, при наблюдении за которой был зафиксирован этот неловкий момент. Почти как осыпающие родителей оскорблениями подростки, звезды типа Т Тельца являются источником не только губительной радиации в форме высокоэнергетического ультрафиолетового и рентгеновского излучения, но еще и опаляющих ветров, несущих с собой высокоэнергетические частицы. Сталкиваясь с верхними газовыми слоями диска, они нагревают их. В непосредственной близости от солнца эта бомбардировка энергией приводит лишь к очень сильному нагреванию диска. Однако по мере удаления гравитационное притяжение звезды слабеет, и этой энергии может быть достаточно для того, чтобы газ и малейшие частицы пыли диска могли преодолеть притяжение и ускользнуть в виде ветра. Этот процесс называют фотоиспарением (дословно – «испарением под действием фотонов», то есть частиц излучения). Считается, что именно по его вине разрушается основная часть диска. Вблизи звезды, где сила гравитации достаточно велика, чтобы противостоять фотоиспарению, дело довершает аккреция.

С исчезновением газового диска вокруг звезды продолжают свободно обращаться только планеты и прочие твердые объекты, которые слишком велики, чтобы их унесло вместе с газом. При этом большая часть сохраняющегося в системе газа уже входит в состав планет, где он удерживается гравитационным полем. Поскольку в нашей Солнечной системе существует четыре планеты, огромная часть объема которых приходится на газовую атмосферу, мы знаем, что к моменту разрушения диска формирование планетного окружения должно быть почти завершено. Таким образом, на то, чтобы куча частичек пыли в 10 раз меньше песчинки превратилась в полноценный мир, похожий на место, где однажды может зародиться жизнь, должно уходить приблизительно 10 млн лет.

Пока что у нас есть все основания сомневаться в том, что такое вообще возможно. Более того, можно даже утверждать, что диски, которые мы наблюдаем вокруг молодых звезд, вовсе не материал для образования планет, а всего-навсего пылевые плаценты новорожденных звезд. Проверить эту гипотезу можно, например ответив на вопрос о количестве вещества, которое должно было присутствовать в протопланетном диске Солнца, чтобы из него сформировалась Солнечная система. Если эта величина не имеет ничего общего с массой дисков, наблюдаемых вокруг молодых звезд, то идею о переходе от пыли к планетам придется признать чистейшим вздором.

Если бы мы взялись воспроизвести процесс образования планет, построив модель Солнечной системы из деталей LEGO, нам бы не составило труда определить количество вещества, которое понадобится на начальном этапе. Разобрав конструкцию и подсчитав количество пластиковых деталей, использованных при строительстве планет, мы бы могли точно сказать, сколько элементов требуется для реализации такого проекта. Однако, проделывая ту же операцию с протопланетным диском, мы сталкиваемся с проблемой: патологический клептоман – Солнце – постоянно крадет значительную часть деталей в процессе строительства.

Если разобрать все планеты в Солнечной системе на части и расплющить их так, чтобы они образовали диск, получившаяся в результате этого система окажется богата железом и силикатными соединениями, содержащими кремний, магний, углерод и кислород, а на удаленных от Солнца участках будут в изобилии встречаться обледенелости. За этим стоят более тяжелые элементы, которые быстрее всего конденсировались из газа в твердое состояние, образуя пыль, а затем (как следует из предполагаемого нами механизма) и более крупные куски горной породы и планеты. Более легкие элементы, такие как водород, могли связываться с пылинками, образуя твердые соединения, например лед, или оказывались заперты в атмосферах планет. Однако под действием излучения молодого Солнца диск все-таки потерял большую их часть в результате испарения.

Пожалуйся мы на эту досадную особенность легких материалов в страховую компанию, нас бы точно обвинили в придумывании небылиц и попросили предоставить доказательства в подтверждение заявленного нами изначального количества. Задача эта не из легких. Единственный способ решить ее – это предположить, что диск формировался из того же газа в области звездообразования, что и Солнце. Тогда у нас появляется точка отсчета для сравнения материала, который должен был там изначально содержаться, а именно само Солнце.

Представим себе игрушечную модель Солнечной системы, сделанную из разноцветных деталей. Теперь представим, что кто-то решил украсть часть кубиков, но при этом этот воришка питает особую страсть к красному. В этом случае после кражи нам бы было намного легче определить, сколько деталей было использовано в процессе строительства. Зная, что при сборке модели было одинаковое количество деталей красного, зеленого и синего цвета, мы могли бы легко подсчитать количество недостающих красных деталей исходя из общего количество деталей других двух цветов. Например, если после разборки модели оказалось, что в ней 100 зеленых, 100 синих и пять красных деталей, было бы логичным предположить, что вор украл 95 красных деталей, а всего на момент начала строительства их было 300.

С помощью этого метода можно определить количество недостающих элементов в протопланетном диске. Поскольку диск и Солнце формировались из одного газового ядра, соотношение элементов в них изначально должно было одинаковым. Подобно красным деталям в нашем примере, диск потерял летучие элементы, но их количество по сравнению с более тяжелыми элементами должно было быть таким же, как в Солнце. Поэтому для оценки изначальной массы диска мы можем дополнить массу диска, состоящего из раздробленных частей планет, массой более легких элементов, используя соотношения между этими элементами в Солнце. При этом мы исходим из допущения, что процесс образования планет из более твердых элементов, которые мы сейчас действительно видим в их составе, в Солнечной системе протекал в идеальных условиях. В реальности часть этой массы была утрачена в период подростковых вспышек характера Солнца на стадии Т Тельца. Тем не менее это дает нам абсолютный минимум массы, необходимый для формирования Солнечной системы. Это значение называют минимальной массой протосолнечной туманности. Оно составляет приблизительно 3 % массы Солнца. По совпадению, согласно имеющимся оценкам, примерно такую же массу имеют наблюдаемые диски вокруг молодых звезд.

Есть еще один кусок горной породы, являющийся наглядным свидетельством того, что из протопланетного диска может получиться наполненная планетами солнечная система. Это астероид Итокава. 9 мая 2003 г. Японское агентство аэрокосмических исследований запустило беспилотный космический аппарат, который должен был приземлиться на него.

Астероиды – это обычно куски горной породы размером от нескольких километров до сотен километров, которые встречаются главным образом в пространстве между Марсом и Юпитером. При столкновении астероиды разлетаются на фрагменты, часть которых направляется в сторону Земли и – в случае проникновения в атмосферу нашей планеты – становится метеоритами. Столкнувшись в начале своего существования с другим астероидом, Итокава был вытолкнут на новую орбиту ближе к Земле, что сделало его легкой мишенью для космических аппаратов.

Запущенный японцами аппарат назывался «Хаябуса». Он не только сфотографировал 540-метровый астероид, но и доставил в июне 2010 г. на Землю образцы с поверхности Итокавы. На сделанных в ходе миссии снимках виден объект, формой напоминающий плод арахиса и состоящий из многочисленных фрагментов разного размера. Твердые каменистые фрагменты и гранулы пыли удерживались вместе, образуя нечто рыхлое, под действием гравитационного притяжения Итокавы, которого было недостаточно, чтобы из астероида получился плотный круглый шар. Представление об астероидах как о скоплениях массивных глыб неправильной формы подтверждается данными, полученными в ходе миссий на другие астероиды. Наиболее вероятное объяснение такой морфологии состоит в том, что она является результатом столкновения и слипания видимых кусочков меньшего размера, то есть это на ее примере мы можем наблюдать работу фабрики планет. Результат этой работы – планеты и сохранившийся астероидный мусор, а также пыль, оседающая на «фабричный пол».

Так что в случае с газово-пылевым диском мы действительно имеем дело с самой настоящей фабрикой по производству планет. Именно здесь начался процесс сборки, в ходе которого песчинки пыли превратились в восемь новых миров, размеры которых больше их в 10 000–100 000 млрд раз. Это самый грандиозный процесс строительства во Вселенной, и он протекал вокруг каждой звезды, которую вы видите на ночном небе.

Глава 2

Небывалая стройка

В августе 2013 г. в американском городе Уилмингтон в штате Делавэр появилась небывалых размеров башня из пластиковых деталей LEGO – высотой 34,44 м. Возвели это разноцветное строение ученики 32 местных школ. Сначала школьники собрали сегменты будущей башни. Затем команда строителей при помощи крана соединила их в грандиозную постройку, Она была официально внесена в книгу рекордов Гиннесса: на ее строительство ушло около 500 000 деталей LEGO, башня почти на 2 м превысила прежний рекорд.

Этот проект демонстрирует принцип, действующий во Вселенной миллиарды лет: чтобы построить что-нибудь по-настоящему масштабное, следует начинать с малого, постепенно двигаясь в сторону увеличения. Например, формирование планет Солнечной системы происходило путем слияния микроскопических пылинок, окружающих нашу молодую звезду.

Несмотря на уверенность в том, что все именно так и происходило, планетологам пришлось сначала ответить на два непростых вопроса. Во-первых, было далеко не очевидно, почему собственно частицы пыли удерживаются вместе. Кучу камней, из которой состоит астероид Итокава, удерживало вместе его собственное гравитационное поле. Сила гравитационного притяжения зависит от массы объекта. К примеру, если диаметр такого каменистого тела меньше 1 км, его массы недостаточно, чтобы обеспечить силу, необходимую для удержания составляющих его частей. Результат можно сравнить с попыткой слепить что-нибудь из сухого песка на пляже: стоит убрать руки, как сооружение тут же рассыпается.

Во-вторых, оставалось загадкой, как была достигнута такая скорость протекания процесса, которая обеспечила формирование Солнечной системы до момента уничтожения Солнцем протопланетного газового диска. Наблюдения за протопланетными дисками вокруг молодых звезд показали, что на формирование планет отводится не более 10 млн лет. В рамках этого временного промежутка из пылинок размером в одну десятую песчинки должна сформироваться молодая планета с массой, достаточной для удержания газовой атмосферы, несмотря на рассеивание остальной части диска.

Это похоже на эксперимент, в котором вам дают коробку с кубиками и просят построить из них башню, но, когда вы беретесь за работу, оказывается, что кубики абсолютно гладкие, а коробку нужно вернуть сразу после перерыва на обед.

На Земле даже башню, построенную из рекордного количества кубиков, можно легко измерить в метрах. Во Вселенной все иначе: масштабы строительства там куда больше. Чтобы не оперировать числами умопомрачительной длины, давайте сделаем небольшое отступление и подберем более практичные единицы измерения расстояний, подходящие для исследования Солнечной системы.

Разумеется, никто не запрещает использовать при оценке положения планет метры или километры, но у неприлично длинных чисел есть одна особенность: нам трудно понять, что они значат. Например, расстояние от Земли до Солнца составляет 149 600 000 км, а Юпитер находится в 778 340 000 км от нашего светила. Поскольку мы привыкли к дистанциям иного порядка, вроде поездки в супермаркет, эти расстояния воспринимаются как непостижимо большие, и нам трудно с ходу оценить, насколько дальше относительно нас находится Юпитер в Солнечной системе.

Для решения этой проблемы в качестве единицы измерения астрономы используют расстояние от Земли до Солнца. Его назвали астрономической единицей (сокращенно – а.е.). По определению, Земля в среднем находится на расстоянии 1 а.е. от Солнца. Расстояние от Юпитера до Солнца можно записать как 5,2 а.е., а значит, эта планета более чем в 5 раз дальше от Солнца, чем Земля.

Приведенные значения важны, поскольку от расстояния до Солнца зависит тип космической пыли, из которой формируется планета. Нагреваемый молодой звездой протопланетный диск в центре значительно горячее, чем по краям, куда солнечным лучам приходится добираться дольше. Этот градиент температуры определяет, какие элементы могут конденсироваться в твердые тела. Подобно воде, которая превращается в лед при 0 °C, другие молекулы превращаются из газа в твердые частицы пыли при более низких или высоких температурах. Вблизи от Солнца, внутри орбиты Меркурия, температура превышает 2000 °C. Под ее воздействием все твердые тела испаряются, в результате чего образуется пространство без пыли. По мере удаления от звезды температура падает до 1500 °C, что создает условия для формирования первых частичек пыли из металлов, включая железо, никель и алюминий. На орбите Земли, то есть на расстоянии 1 а.е., к ним присоединяются силикаты, а когда температура опускается ниже точки замерзания, появляются льды. Первый лед, который образуется в процессе затвердевания, – лед из чистой воды, состоящей из водорода и кислорода. Дальнейшее понижение температуры приводит к образованию других льдов на основе водорода, включая твердый метан и аммиак. В состав этих льдов входят элементы, которые встречаются намного чаще, чем металлы внутреннего диска, что приводит к лавинообразному формированию нового материала там, где они затвердевают. Границу, после которой появляются льды, часто называют линией льдов, линией замерзания или снеговой линией. Она отделяет планеты земной группы, такие как Земля и Марс, от газовых гигантов вроде Юпитера. Более того, она помогает объяснить основные различия между ними.

Образуясь из частиц пыли в протопланетном диске, каждая планета состоит из твердых тел, которые окружали ее в процессе формирования. Например, в случае с Меркурием это привело к образованию объекта, который состоит преимущественно из железа[5]. С учетом небольшого размера Меркурия, из-за которого гравитационные силы сжимают его не так сильно, как Землю, наличие большого количества тяжелого вещества в составе этой планеты обеспечивает ей самую высокую плотность в Солнечной системе. Плотность планет, которые находятся на большем удалении от Солнца, оказывается несколько ниже, поскольку в состав доступных частиц пыли входит больше различных молекул, но при этом эти планеты остаются каменистыми. А как только мы пересекаем снеговую линию, диск заполняют льды с низкой плотностью. Благодаря резкому увеличению количества вещества из него могут формироваться более крупные объекты, которые однажды могут стать ядрами планет-гигантов.

Впрочем, даже если приведенное описание не противоречит идее о том, что планета образуется из находящихся поблизости частиц пыли, оно не объясняет, как они соединяются вместе.

Клей-карандаш

Взвешенные в газе частицы пыли сбить с пути истинного легче, чем ребенка в кондитерском отделе. Это как раз то что нужно для формирования планеты, ведь если бы пыль оставалась на строго круговых орбитах, столкновения происходили бы редко, а до образования крупных объектов дело никогда бы не доходило. Нам повезло, что у пыли есть авантюрные наклонности, которые заставляют частицы отклоняться от круговых орбит, переходя дорогу другим частицам.

Впервые этот тип аномального движения наблюдал в 1827 г. ботаник по имени Роберт Броун, изучавший поведение частиц пыльцы при нахождении во взвешенном состоянии в воде. Броун заметил, что частицы движутся беспорядочно, но ответить на вопрос о причине этого движения так и не смог. И только в начале следующего столетия проблему распутал Альберт Эйнштейн, который понял, что о пыльцу ударялись молекулы воды. Эйнштейн бы мог получить Нобелевскую премию за это открытие, поскольку оно подтверждало существование атомов и молекул, но он уже получил ее пятью годами ранее за совершенно другое исследование. Вместо него в 1926 г. награду получил французский физик Жан Батист Перрен, который экспериментально подтвердил предложенное Эйнштейном объяснение. Наблюдений Роберта Броуна оказалось недостаточно для какой-нибудь награды, но само явление было названо в честь него броуновским движением.

В протопланетном диске роль молекул воды, которые хаотично движутся вокруг маленьких частиц пыли, выполняет газ. Помимо броуновского движения на частицы пыли также воздействует собственное некруговое движение газа, вызываемое пронизывающим диск магнитным полем. Наконец, небольшие карманы газа чуть большей плотности тоже могут становиться источниками слабого гравитационного притяжения для легко поддающихся его воздействию крошечных частичек.

О силе, заставляющей притягиваться две сталкивающиеся частицы в самом начале процесса образования планеты, мы знаем несколько больше. Размер частиц пыли, сконденсировавшихся в протопланетном диске, равен одной десятой размера песчинки, то есть он измеряется в микрометрах (тысячных долях миллиметра). При движении на скоростях ниже 1 м/с эти частицы могут удерживаться вместе электрическим зарядом их атомов, образуя неплотную массу.

Песчинка пыли состоит из молекул, например льда или силиката, которые нейтральны и не имеют ни общего положительного, ни общего отрицательного электрического заряда. Каждая из этих молекул состоит из двух или более атомов, в центре которых находится положительно заряженное ядро, окруженное отрицательно заряженными электронами. Однако электроны не статичны. Напротив, они перемещаются по молекуле, в результате чего там, где они собираются на короткое время, появляется небольшой отрицательный заряд, тогда как противоположная сторона молекулы становится положительно заряженной. Отрицательно заряженный конец молекулы может притягивать положительно заряженный конец соседней молекулы, удерживая их вместе. Эту силу, обусловленную небольшой асимметрией электрических зарядов, называют вандерваальсовой силой в честь голландского ученого Йоханнеса Дидерика Ван-дер-Ваальса. Сама по себе эта сила достаточно слаба и потому эффективна только при очень легких столкновения частиц пыли. В остальных случаях мы сталкиваемся (метафорически и буквально) с проблемами.

В масштабах микрометров первоначальное беспорядочное движение частиц пыли происходит настолько медленно, что вандерваальсовых сил оказывается достаточно для того, чтобы удерживать сталкивающиеся частицы вместе. Проблема в том, что частицы пыли увеличиваются в размерах, а значит, увеличивается и скорость столкновения. Как только микрометровые частички становятся миллиметровыми гигантами, вандерваальсовы силы уже не могут их удерживать. В результате при столкновении частицы отскакивают.

Когда две частицы пыли отскакивают друг от друга, они не увеличиваются. Поэтому при переходе от микрометрового масштаба к миллиметровому рост частиц прекращается. В итоге образуется множество миллиметровых частиц.

То есть, как это ни печально, процесс формирования планеты заходит в тупик, выйти из которого можно только в том случае, если по какой-то случайности нескольким частицам пыли удастся перейти в сантиметровую лигу. В ходе лабораторных экспериментов было показано, что при столкновении двух частиц с достаточной большой разницей в размерах меньшая частица отскакивает, но при этом теряет половину своей массы. Представьте, что вы бросаете в своего брата комок желе. Разумеется, значительная его часть окажется на полу. Но и на лице брата останется немало. Поэтому, когда сантиметровые частицы оказываются в облаке миллиметровой пыли, они начинают набирать массу за счет столкновений с частицами пыли.

Несмотря на очевидный потенциал, предложенное объяснение не дает ответа на вопрос о том, как появляются сантиметровые частицы пыли. Фактически существует два пути преодоления проблемы отскакивания. Первый – слепая удача. Да, средняя скорость столкновений между частицами пыли возрастает с увеличением их размера, но при этом все равно остается определенный диапазон значений, в рамках которого некоторые столкновения могут проходить на достаточно низких скоростях, обеспечивающих формирование сантиметровых частиц пыли за счет действия вандерваальсовых сил. Согласно второму подходу, отскакивание перестает быть проблемой, когда мы имеем дело с чем-то, имеющим рыхлую структуру.

Представьте, что вы бросаете в стену резиновый мяч. Если вы хорошо прицелитесь, мяч отскочит от стены прямо вам в нос. Теперь представьте, что вместо стены – гигантский комок пыли и пуха, который обычно незаметно скапливается под диваном. Брошенный вами мяч скорее пролетит через такой комок пыли, чем отскочит от него. Если ком достаточно большой, мяч просто-напросто застрянет в его пушистых недрах и станет частью его структуры.

Частицы протопланетной пыли, конечно, вряд ли состоят из смеси пыли, кошачьей шерсти и пуха, но в условиях низкой гравитации в космосе они могут иметь рыхлую структуру. В частности, это относится к частицам, состоящим из более легких элементов, таких как лед. Столкновения между такими рыхлыми частицами трудно воспроизвести в лабораторных условиях, поскольку они будут сжиматься под действием силы гравитации Земли. Чтобы преодолеть данное ограничение, можно попробовать воспроизвести столкновение в виртуальной среде с помощью компьютерных симуляций. Результаты такого моделирования реальности показывают, что на скоростях свыше 60 км/с микрометровые частицы льда, вместо того чтобы отскакивать, прилипают друг к другу. Если бы частицы сохраняли рыхлую структуру, но при этом состояли из силикатов (что более вероятно для той части Солнечной системы, где формировалась Земля), то они бы удерживались вместе на скоростях до 6 км/с.

Похоже, мы нашли ключ ко всем загадкам процесса формирования планет. Движущиеся с низкой скоростью микрометровые частицы пыли удерживаются вместе вандерваальсовыми силами электрической природы, образуя миллиметровые частицы. Те из них, что имеют наиболее рыхлую структуру, соединяются друг с другом, образуя сантиметровые частицы, после чего и рыхлые, и твердые частицы набирают массу при столкновениях с частицами меньшего размера. Если это продолжается пару миллионов лет, могут сформироваться объекты размером с астероид Итокава, целостность которых обеспечивается гравитацией.

Это решение было бы идеальным, если бы не газовый диск.

При движении по орбите вокруг молодого Солнца на газ и твердые частицы действуют разные силы. Для мельчайших частиц пыли меньше сантиметра размером эта разница не имеет значения. Крошечные частицы находятся во взвешенном состоянии в газе, который несет их с собой как ребенка в слинге, заставляя двигаться с одинаковой скоростью. По мере того как частицы пыли увеличиваются, превращаясь в более крупные твердые тела, они становятся все больше похожи на начинающих ходить детей, которых пока еще нужно держать за руку. Они по-прежнему движутся по орбите вокруг звезды, но их движение уже не так тесно связано с окружающим газом. И тогда возникает проблема, поскольку частицы – твердые, а газ – текучий, а текучая субстанция подвержена давлению.

В отсутствие газового диска на твердые тела действуют сила притяжения Солнца и обратная поддерживающая сила, обусловленная их собственным вращением. Возникающее в результате этого взаимодействия движение называют кеплеровским в честь Иоганна Кеплера, который описал соответствующую орбиту в своих законах движения планет. При этом на газ оказывают воздействие не только эти две силы, но еще и сила давления. Она возникает в связи с тем, что в результате аккреции протопланетного материала на Солнце плотность диска увеличивается к центру. На твердых телах это никак не сказывается. Но этот градиент создает дополнительную центробежную силу, под действием которой газ замедляется на 0,5 % относительно скорости кеплеровского движения. В результате твердые тела, подобно велосипедисту, испытывают сопротивление встречного ветра, создаваемого более медленным газом, который толкает их в обратном направлении. И точно так же, как велосипедист, который борется с сильным встречным ветром, твердые тела начинают терять скорость.

Какие новые исследования планет солнечной системы. Про планеты солнечной системы для детей

Наука

Астрономы открыли новую небольшую
планету на краю Солнечной системы
и утверждают, что еще дальше скрывается еще одна более крупная планета.

В другом исследовании команда ученых обнаружила астероид со своей системой колец
, похожих на кольца Сатурна.

Карликовые планеты

Новая карликовая планета пока была названа 2012 VP113
, а ее солнечная орбита находится далеко за пределами известного нам края Солнечной системы.

Ее отдаленное положение указывает на гравитационное влияние другой более крупной планеты, которая возможно в 10 раз больше Земли
и которую еще предстоит обнаружить.

Три фотографии открытой карликовой планеты 2012 VP113, сделанные с разницей в 2 часа 5 ноября 2012 года.

Ранее считалось, что в этой отдаленной части Солнечной системы находится только одна маленькая планета Седна
.

Орбита Седны находится на расстоянии, которое в 76 раз больше расстояния от Земли до Солнца, а ближайшая орбита 2012 VP113 в 80 раз больше расстояния от Земли до Солнца
или составляет 12 миллиардов километров.

Орбита Седны и карликовой планеты 2012 VP113. Также пурпурным цветом обозначены орбиты планет-гигантов. Пояс Койпера обозначен синими точками.

Исследователи использовали камеру DECam в Андах Чили для открытия 2012 VP113. С помощью телескопа Магеллан они установили ее орбиту и получили информацию о ее поверхности.

Облако Оорта

Карликовая планета Седна.

Диаметр новой планеты составляет 450 км по сравнению с 1000 км у Седны. Она может быть частью Облака Оорта — области, которая существует за пределами пояса Койпера – пояса ледяных астероидов, которые вращаются еще дальше планеты Нептун.

Ученые намерены продолжить поиск отдаленных объектов в Облаке Оорта, так как они могут многое рассказать о том, как формировалась и развивалась Солнечная система.

Они также считают, что размер некоторых из них может быть больше Марса или Земли
, но так как они находятся так далеко, их сложно обнаружить с помощью существующих технологий.

Новый астероид в 2014 году

Другая команда исследователей нашла ледяной астероид, окруженный двойной системой колец,
похожих на кольца Сатурна. Только у трех планет: Юпитера, Нептуна и Урана есть кольца.

Ширина колец вокруг 250-километрового астероида Чарикло составляет 7 и 3 километра
соответственно, а расстояние между ними – 8 км. Они были обнаружены телескопами с семи мест в Южной Америке, включая Европейскую южную обсерваторию в Чили.

Ученые не могут объяснить наличие колец у астероида. Возможно, они состоят из камней и частиц льда, сформировавшихся из-за столкновения с астероидом в прошлом.

Возможно астероид находится в похожей эволюционной стадии, что и Земля раннего периода, после того как объект размером с Марс столкнулся с ней и сформировал кольцо мусора, которое соединилось в Луну.

Наука

Космические аппараты, которые изучают планеты в наши дни:

Планета Меркурий

Из планет земной группы, пожалуй, меньше всего исследователи обращали внимание на Меркурий. В отличие от Марса и Венеры, Меркурий в этой группе меньше всего напоминает Землю
. Это самая мелкая планета Солнечной Системы и самая близкая к Солнцу.

Фотографии поверхности планеты, сделанные беспилотным космическим аппаратом «Мессанджер» в 2011 и 2012 годах

К Меркурию пока были направлены только 2 космических аппарата — «Маринер-10»
(НАСА) и «Мессанджер»
(НАСА). Первый аппарат еще в 1974-75 годах
обогнул планету трижды и максимально приблизился к Меркурию на расстояние 320 километров.

Благодаря этой миссии были получены тысячи полезных фотографий, были сделаны выводы относительно ночной и дневной температур, рельефа, атмосферы Меркурия. Также было измерено его магнитное поле.

Космический аппарат «Маринер-10» перед запуском

Информации, полученной с помощью корабля «Маринер-10»
, оказалось недостаточно, поэтому в 2004 году
американцы запустили для исследования Меркурия второй аппарат – «Мессанджер»
, который добрался до орбиты планеты 18 марта 2011 года
.

Работа над космическим аппаратом «Мессанджер» в Космическом центре Кеннеди, Флорида, США

Несмотря на то, что Меркурий относительно недалекая от Земли планета, чтобы выйти на ее орбиту, космическому кораблю «Мессанджер»
понадобилось более 6 лет
. Это связано с тем, что напрямую от Земли к Меркурию добраться невозможно из-за большой скорости Земли, поэтому ученым следует разрабатывать сложные гравитационные маневры
.

Космический аппарат «Мессанджер» в полете (компьютерное изображение)

«Мессанджер»
до сих пор находится на орбите Меркурия и продолжает делать открытия, хотя миссия была рассчитана на меньший срок
. Задача ученых при работе с аппаратом выяснить, какова геологическая история Меркурия, какое магнитное поле имеет планета, какова структура ее ядра, какие необычные материалы находятся на полюсах и так далее.

В конце ноября 2012 года
с помощью аппарата «Мессанджер»
исследователи смогли сделать невероятное и довольно неожиданное для себя открытие: на полюсах Меркурия имеется вода в виде льда
.

Кратеры одного из полюсов Меркурия, где была обнаружена вода

Странность этого явления заключается в том, что, так как планета расположена очень близко от Солнца, температура на ее поверхности может подниматься до 400 градусов Цельсия
! Однако из-за наклона оси полюса планеты расположены в тени, где низкие температуры сохраняются, поэтому лед не тает.

Будущие полеты к Меркурию

В настоящее время разрабатывается новая миссия для исследований Меркурия под названием «BepiColombo»
, которая является совместной работой Европейского космического агентства (ЕКА) и агентства JAXA из Японии. Этот корабль планируется запустить в 2015 году
, хотя окончательно добраться до цели он сможет только через 6 лет
.

Проект «BepiColombo» будет включать два космических аппарата, у каждого из которых свои задачи

Россияне также планируют запустить к Меркурию свой корабль «Меркурий-П»
в 2019 году
. Впрочем, дата запуска, скорее всего, будет отодвинута
. Эта межпланетная станция с посадочным аппаратом станет первым кораблем, который приземлится на поверхность самой близкой планет от Солнца.

Планета Венера

Внутренняя планета Венера, соседка Земли, интенсивно исследовалась с помощью космических миссий, начиная с 1961 года
. С этого года к планете стали направляться советские космические аппараты – «Венера»
и «Вега»
.

Сравнение планет Венеры и Земли

Полеты к Венере

Одновременно планету исследовали американцы с помощью аппаратов «Мариер», «Пионер-Венера-1», «Пионер-Венера-2», «Магеллан»
. Европейское космическое агентство в настоящее время работает с аппаратом «Венера-экспресс»
, который действует с 2006 года. В 2010 году
на Венеру отправился корабль японцев «Акацуки»
.

Аппарат «Венера-экспресс»
добрался до пункта назначения в апреле 2006 года
. Планировалось, что этот корабль выполнит миссию за 500 дней
или за 2 венерианских года, однако со временем миссия была продлена.

Космический аппарат «Венера-Экспресс» в работе по представлениям художника

Целью этого проекта было более подробно изучить сложный химический состав планеты, характеристики планеты, взаимодействие между атмосферой и поверхностью и многое другое. Также ученые хотят больше узнать об истории планеты
и понять, почему же столь похожая на Землю планета пошла совершенно другим эволюционным путем.

«Венера-Экспресс» во время строительства

Японский космический аппарат «Акацуки»
, известный так же под названием PLANET-C
, был запущен в мае 2010 года
, но после приближения к Венере в декабре
, не смог выйти на ее орбиту.

Что делать с этим аппаратом пока не ясно, но ученые не теряют надежды, что он все-таки сможет выполнить свою задачу,
пусть и с большим опозданием. Скорее всего, корабль не вышел на орбиту из-за проблем с клапаном в топливопроводе, из-за чего двигатель остановился раньше срока.

Новые космические корабли

В ноябре 2013
года планируется запуск «Европейского исследователя Венеры»
– зонда Европейского космического агентства, который готовится для исследования атмосферы нашей соседки. Проект будет включать два спутника,
которые, обращаясь вокруг планеты на разных орбитах, будут собирать необходимую информацию.

Поверхность Венеры раскалена, и земные корабли должны обладать хорошей защитой

Также в 2016 году
Россия планирует послать на Венеру космический корабль «Венера-Д»
для исследования атмосферы и поверхности с целью выяснить, куда пропала вода с этой планеты.

Спускаемый аппарат и аэростатный зонд должны будут проработать на поверхности Венеры около недели.

Планета Марс

Сегодня Марс изучают и исследуют интенсивнее всего и не только потому, что эта планета находится так близко от Земли, но и потому что условия на Марсе больше всего приближены к земным
, поэтому внеземную жизнь в первую очередь ищут именно там.

В настоящее время на Марсе работают три орбитальных спутника и 2 марсохода
, а до них Марс посещало огромное количество земных космических аппаратов, некоторые из которых, к сожалению, терпели неудачу.

В октябре 2001 года
орбитальный аппарат НАСА «Марс Одиссей»
вышел на орбиту Красной планеты. Он позволил выдвинуть предположение, что под поверхностью Марса могут находиться залежи воды в виде льда. Это подтвердилось в 2008 году
после долгих лет изучения планеты.

Зонд «Марс Одиссей» (компьютерное изображение)

Аппарат «Марс Одиссей»
успешно работает и сегодня, что является рекордом по длительности работ таких аппаратов.

В 2004 году
на разных участках планеты в кратер Гусева
и на плато Меридиана
соответственно приземлились марсоходы «Спирит»
и «Оппортьюнити»
, которые должны были найти оказательства существования в прошлом жидкой воды на Марсе.

Марсоход «Спирит»
застрял в песке после 5 лет успешной работы, и в конечном итоге связь с ним прервалась с марта 2010
. Из-за слишком суровой зимы на Марсе температура была недостаточная, чтобы поддерживать энергию батарей. Второй марсоход проекта «Оппортьюнити»
также оказался довольно живучим и работает на Красной планете до сих пор.

Панорама кратера Эребус, снятая марсоходом «Оппортьюнити» в 2005 году

С 6 августа 2012 года
на поверхности Марса работает еще один новейший марсоход НАСА «Кьюриосити»
, который в несколько раз больше и тяжелее предыдущих марсоходов. Его задачей является анализ марсианской почвы и компонентов атмосферы. Но главной задачей аппарата является установить, есть ли жизнь на Марсе
, или, возможно, она была в тут в прошлом. Также задачей является получить подробную информацию о геологии Марса и о его климате.

Сравнение марсоходов от меньшего к большему: «Соджорнер», «Оппотьюнити» и «Кьюриосити»

Также с помощью марсохода «Кьюриосити»
исследователи хотят провести подготовку для полета человека на Красную планету
. В ходе миссии были обнаружены следы кислорода и хлора в атмосфере Марса, а также были найдены следы высохшей реки.

Марсоход «Кьюриосити» в работе. Февраль 2013 года

Пару недель назад марсоходу удалось пробуравить небольшую скважину в грунте
Марса, который оказался внутри вовсе не красным, а серым. Пробы грунта с небольшой глубины были взяты марсоходом для проведения анализа.

С помощью бура в грунте было сделано отверстие глубиной 6,5 сантиметров и взяты пробы для анализа

Миссии на Марс в будущем

В ближайшем будущем исследователи различных космических агентств планируют еще несколько миссий на Марс
, целью которых является получение более подробной информации о Красной планете. Среди них межпланетный зонд «МАВЕН»
(НАСА), который отправится к Красной планете в ноябре 2013 года
.

Европейская передвижная лаборатория планируется отправиться на Марс в 2018 году
, которая продолжит работу «Кьюриосити»
, займется бурением грунта и анализом образцов.

Российская автоматическая межпланетная станция «Фобос-Грунт 2»
планируется к запуску в 2018 году
и также собирается взять образцы грунта с Марса, чтобы привезти их на Землю.

Работа над аппаратом «Фобос-Грунт 2» после неудачной попытки запустить «Фобос-Грунт-1»

Как известно, за орбитой Марса располагается пояс астероидов
, который отделяет планеты земного типа от остальных внешних планет. Космических аппаратов к дальним уголкам нашей Солнечной системы было отправлено очень мало, что связано с огромными затратами энергии
и другими сложностями полетов на такие огромные расстояния.

В основном к дальним планетам космические миссии готовили американцы. В 70-х годах прошлого века наблюдался парад планет
, который случается очень редко, поэтому такую возможность облететь сразу все планеты упустить было нельзя.

Планета Юпитер

К Юпитеру были пока запущены исключительно аппараты НАСА. В конце 1980-х — начале 1990-х годов
СССР планировали свои миссии, однако из-за распада Союза они так и не были реализованы.

Первыми аппаратами, которые подлетели к Юпитеру были «Пионер-10»
и «Пионер-11»
, которые приблизились к планете гиганту в 1973-74 годах. В 1979-м году
снимки высокого разрешения были сделаны аппаратами «Вояджерами»
.

Последним аппаратом, который находился на орбите Юпитера, был аппарат «Галлилео»
, миссия которого началась в 1989
, а закончилась в 2003 году
. Этот аппарат был первым, который вышел на орбиту планеты, а не просто пролетал мимо. Он помог изучить атмосферу газового гиганта изнутри, его спутники, а также помог наблюдать падение осколков кометы Шумейкерова-Леви 9
, которая врезалась в Юпитер в июле 1994 года
.

Космический аппарат «Галилео» (компьютерное изображение)

С помощью аппарата «Галлилео»
удалось зафиксировать сильные грозы и молнии
в атмосфере Юпитера, которые сильнее земных в тысячу раз! Также аппарат заснял Большое красное пятно Юпитера
, которое астрономы заменили еще 300 лет назад
. Диаметр этого гигантского шторма по размерам превышает диаметр Земли.

Были также сделаны открытия, связанные со спутниками Юпитера – весьма интересными объектами. Например, «Галлилео»
помог установить, что под поверхностью спутника Европы имеется океан жидкой воды
, а у спутника Ио есть свое магнитное поле
.

Юпитер и его спутники

После завершения миссии «Галлилео»
расплавили в верхних слоях атмосферы Юпитера.

Полет к Юпитеру

В 2011 году
НАСА запустила к Юпитеру новый аппарат – космическую станцию «Юнону»
, которая должна добраться до планеты и выйти на орбиту в 2016 году
. Ее целью является помощь в исследовании магнитного поля планеты, а также «Юнона»
должна выяснить, имеется ли у Юпитера твердое ядро
, или это всего лишь гипотеза.

Космический аппарат «Юнона» доберется до цели только через 3 года

В прошлом году Европейское космическое агентство объявило о намерении подготовить к 2022 году
новую европейско-российскую миссию по изучению Юпитера и его спутников Ганимеда, Каллисто и Европы
. В планы также входит посадка аппарата на спутник Ганимед в 2030 году
.

Планета Сатурн

Впервые к планете Сатурн на близкое расстояние подлетел аппарат «Пионер-11»
и произошло это в 1979 году
. Через год планету посетил «Вояджер-1»
, а еще через год – «Вояджер-2»
. Эти три аппарата пролетали мимо Сатурна, но успели сделать множество полезных для исследователей изображений.

Были получены детальные снимки знаменитых колец Сатурна, было обнаружено магнитное поле планеты, а также были замечены мощные штормы в атмосфере.

Сатурн и его спутник Титан

7 лет понадобилось автоматической космической станции «Кассини-Гюйгенс»
, чтобы в июле 2007 года
выйти на орбиту планеты. Этот аппарат, состоящий из двух элементов, должен был, помимо самого Сатурна, изучить и его крупнейший спутник Титан
, что и было успешно выполнено.

Космический аппарат «Кассини-Гюйгенс» (компьютерное изображение)

Спутник Сатурна Титан

Было доказано существование жидкости и атмосферы на спутнике Титан. Ученые выдвинули предположение, что на спутнике вполне могут существовать простейшие формы жизни
, впрочем, это еще необходимо доказать.

Фото спутника Сатурна Титан

Сначала планировалось, что миссия «Кассини»
будет осуществляться до 2008 года
, но позже она несколько раз продлевалась. В ближайшем будущем планируются новые совместные миссии американцев и европейцев к Сатурну и его спутникам Титану и Энцеладу
.

Планеты Уран и Нептун

Эти далекие планеты, которые не видны невооруженным глазом, астрономы изучают в основном с Земли с помощью телескопов
. Единственный аппарат, который приблизился к ним, был «Вояджер-2»
, который, посетив Сатурн, направился к Урану и Нептуну.

Сначала «Вояджер-2»
пролетел мимо Урана в 1986 году
и сделал фотографии вблизи. Уран оказался совсем невыразительным: на нем не были замечены штормы или облачные полосы, которые есть у других планет-гигантов.

Аппарат «Вояджер-2», пролетающий мимо Урана (компьютерное изображение)

С помощью космического аппарата «Вояджер-2»
удалось обнаружить массу деталей, включая кольца Урана, новые спутники
. Все что нам сегодня известно об этой планете, известно благодаря «Вояджеру-2»
, который на огромной скорости пронесся мимо Урана и сделал несколько снимков.

Аппарат «Вояджер-2», пролетающий мимо Нептуна (компьютерное изображение)

В 1989 году
«Вояджер-2»
добрался до Нептуна, сделав фотографии планеты и его спутника. Тогда же подтвердилось, что у планеты имеется магнитное поле и Большое темное пятно
, которое представляет собой устойчивый шторм. Также у Нептуна были обнаружены слабые кольца и новые спутники.

Новые аппараты к Урану планируются запустить в 2020-х годах
, однако точные даты еще не называются. НАСА намерена послать к Урану не только орбитальный аппарат, но и атмосферный зонд.

Космический аппарат «Urane Orbiter», направляющийся к Урану (компьютерное изображение)

Планета Плутон

В прошлом планета, а сегодня карликовая планета Плутон
– один из самых далеких объектов Солнечной системы, что затрудняет его изучение. Пролетая мимо остальных далеких планет, ни у «Вояджера-1»
, ни у «Вояджера-2»
не было возможности посетить Плутон, поэтому все наши знания об этом объекте мы получили благодаря телескопам
.

Космический аппарат «Новые горизонты» (компьютерное изображение)

До конца 20-го столетия
астрономы не особенно интересовались Плутоном, а все силы бросили на исследования более близких планет. Из-за удаленности планеты требовались большие затраты, особенно для того, чтобы потенциальный аппарат мог подпитываться энергией, находясь вдали от Солнца.

Наконец, только в начале 2006 года
успешно стартовал космический аппарат НАСА «Новые горизонты»
. Он еще в пути: планируется, что в августе 2014 года
он окажется рядом с Нептуном, а до системы Плутона доберется лишь в июле 2015 года
.

Старт ракеты с космическим аппаратом «Новые горизонты» с мыса Канаверал, Флорида, США, 2006 год

К сожалению, современные технологии не позволят пока аппарату выйти на орбиту Плутона и снизить скорость, поэтому он просто пройдет мимо карликовой планеты
. В течение полугода у исследователей будет возможность изучить данные, которые они получат с помощью аппарата «Новые горизонты»
.

Пожалуй, всем известно, что кусочек Вселенной, приютивший нас, зовется Солнечной системой. Горячая звезда вместе с окружающими ее планетами начала свое формирование около 4,6 млрд лет назад. Тогда произошел части молекулярного межзвездного облака. Центр коллапса, где скопилась большая часть вещества, впоследствии стал Солнцем, а окружившее его протопланетное облако породило все прочие объекты.

Информация о Солнечной системе первоначально собиралась лишь во время наблюдения за ночным небом. По мере усовершенствования телескопов и других приборов ученые узнавали все больше об окружающем нас космическом пространстве. Однако все самые интересные факты о Солнечной системе удалось получить лишь после — в 60-х годах прошлого века.

Состав

Центральный объект нашего кусочка Вселенной — это Солнце. Вокруг него обращается восемь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Дальше последнего размещаются так называемые Транснептуновые объекты, в число которых входит и Плутон, лишенный в 2006 году статуса планеты. Его и еще несколько космических тел отнесли к малым планетам. Восемь главных после Солнца объектов подразделяются на две категории: планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и огромные планеты Солнечной системы, интересные факты о которых начинаются с того, что они практически полностью состоят из газа. К ним относятся Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.

Между Марсом и Юпитером пролегает Астероидный пояс, где расположено множество астероидов и малых планет неправильной формы. За орбитой Нептуна пролегает пояс Койпера и связанный с ним рассеянный диск. Пояс астероидов в основном содержит объекты, состоящие из горных пород и металлов, тогда как Пояс Койпера заполнен телами изо льда различного происхождения. Объекты рассеянного диска также имеют по большей части ледяной состав.

Солнце

Интересные факты о Солнечной системе стоит начинать рассказывать с ее центра. Гигантский раскаленный шар с внутренней температурой свыше 15 миллионов градусов сосредоточил в себе более 99% массы всей системы. Солнце относится к звездам третьего поколения, оно находится примерно на середине своего жизненного цикла. Его ядро — место непрерывных в результате которых водород превращается в гелий. Этот же процесс приводит к образованию огромного количества энергии, которое затем попадает в том числе и на Землю.

Будущее

Примерно через 1,1 млрд лет Солнце израсходует большую часть водородного топлива, его поверхность максимально нагреется. В это время, вероятнее всего, на Земле исчезнет практически вся жизнь. Условия позволят сохраниться лишь организмам в глубинах океана. Когда возраст Солнца будет 12,2 млрд лет, оно превратится в Внешние слои звезды при этом достигнут орбиты Земли. Наша планета в это время либо перейдет на более удаленную орбиту, либо будет поглощена.

На следующей стадии развития Солнце потеряет свою внешнюю оболочку, которая превратится в с белым карликом, представляющим собой ядро Солнца — размером с Землю — в центре.

Меркурий

Пока Солнце относительно стабильно, будет продолжаться и исследование планет Солнечной системы. Первое космическое тело достаточно большого размера, которое можно встретить, если удаляться от нашей звезды к окраинам системы, — это Меркурий. Ближайшую к Солнцу и одновременно самую маленькую планету исследовал аппарат «Маринер-10», сумевший заснять его поверхность. Изучение Меркурия затрудняется его соседством со светилом, поэтому на протяжении многих лет он оставался плохо изученным. После «Маринера-10», запущенного в 1973 году, у Меркурия побывал «Мессенджер». Космический аппарат начал свою миссию в 2003 году. Он несколько раз подлетал к планете, а в 2011 стал ее спутником. Благодаря этим исследованиям информация о Солнечной системе значительно расширилась.

Сегодня нам известно, что, хотя Меркурий и ближе всего к Солнцу, он не является самой горячей планетой. Венера в этом плане его сильно опережает. У Меркурия нет настоящей атмосферы: ее сдувает солнечный ветер. Для планеты характерна газовая оболочка с крайне малым давлением. День на Меркурии равен практически двум земным месяцам, при этом год длится 88 суток нашей планеты, то есть меньше двух меркурианских дней.

Венера

Благодаря полету «Маринера-2» интересные факты о Солнечной системе, с одной стороны, оскудели, а с другой — обогатились. До получения информации от этого космического аппарата Венера считалась обладательницей умеренного климата и, возможно, океана, рассматривалась вероятность обнаружения жизни на ней. «Маринер-2» развеял эти мечты. Исследования этого аппарата, а также нескольких других обрисовали довольно неприветливую картину. Под слоем атмосферы, по большей части состоящей из углекислого газа, и облаками из серной кислоты расположена раскаленная почти до 500 ºС поверхность. Здесь нет воды и не может быть известных нам форм жизни. На Венере даже космические аппараты не выдерживают: они плавятся и сгорают.

Марс

4 планета Солнечной системы и последняя из землеподобных — это Марс. Красная планета всегда привлекала внимание ученых, она остается центром исследований и сегодня. Марс изучался многочисленными «Маринерами», двумя «Викингами» и советскими «Марсами». Долгое время астрономы полагали найти на поверхности Красной планеты воду. Сегодня известно, что когда-то давно Марс выглядел совершенно иначе, чем сейчас, возможно, на нем была вода. Существует предположение, согласно которому изменению характера поверхности способствовала столкновение Марса с огромным астероидом, оставившим след в виде пяти кратеров. Результатом катастрофы стало смещение полюсов планеты практически на 90º, значительное усиление вулканической активности и движения литосферных плит. Одновременно произошли и климатические изменения. Марс лишился воды, атмосферное давление на планете значительно снизилось, поверхность стала напоминать пустыню.

Юпитер

Большие планеты Солнечной системы, или газовые гиганты, отделены от землеподобных Астероидным поясом. Ближайшим из них к Солнцу является Юпитер. По своим размерам он превосходит все остальные планеты нашей системы. Газовый гигант изучался при помощи аппаратов «Вояджер» 1 и 2, а также «Галилео». Последний зафиксировал падение на поверхность Юпитера осколков кометы Шумейкеров-Леви 9. Уникальным было как само событие, так и возможность его наблюдать. В результате ученые смогли получить не только ряд интересных изображений, но и некоторые данные о комете и составе планеты.

Само падение на Юпитер отличается от подобного на космические тела земной группы. Осколки даже огромных размеров не могут оставить кратера на поверхности: Юпитер практически полностью состоит из газа. Комета была поглощена верхними слоями атмосферы, оставила на поверхности темные следы, которые вскоре исчезли. Интересно, что Юпитер, благодаря своим размерам и массе, выполняет роль своеобразного защитника Земли, уберегая ее от различного космического мусора. Считается, что газовый гигант сыграл не последнюю роль в возникновении жизни: любой из осколков, упавших на Юпитер, на Земле мог привести к массовому вымиранию. А если бы такие падения происходили часто на ранних этапах развития жизни, возможно, люди не существовали бы до сих пор.

Сигнал братьям по разуму

Исследование планет Солнечной системы и в целом космоса не в последнюю очередь осуществляется с целью поиска условий, где может зародиться или уже появилась жизнь. Однако таковы, что человечество может не справиться с задачей и за все время, отведенное ему. Поэтому аппараты «Вояджер» были оснащены круглой алюминиевой коробочкой, содержащей видеодиск. На нем размещена информация, по мнению ученых, способная объяснить представителям других цивилизаций, возможно, существующим в космосе, где находится Земля и кто ее населяет. На изображениях запечатлены ландшафты, анатомическое строение человека, структура ДНК, сцены из жизни людей и животных, записаны звуки: пение птиц, плач ребенка, шум дождя и еще многие другие. Диск снабжен координатами Солнечной системы относительно 14 мощных пульсаров. Пояснения составлены с помощью двоичного года.

«Вояджер-1» примерно в 2020 году покинет пределы Солнечной системы и еще долгие столетия будет бороздить пространства космоса. Ученые полагают, что обнаружение другими цивилизациями послания землян может произойти очень нескоро, в то время, когда уже и наша планета прекратит свое существование. В этом случае диск с информацией о людях и Земле — все, что останется от человечества во Вселенной.

Новый виток

В начале XXI века интерес к сильно возрос. Интересные факты о Солнечной системе продолжают накапливаться. Снаряжаются уточняются данные о газовых гигантах. С каждым годом совершенствуется аппаратура, в частности разрабатываются новые типы двигателей, которые позволят совершать полеты в более удаленные участки космоса с меньшими затратами горючего. Движение научного прогресса позволяет надеяться, что все самое интересное о Солнечной системе вскоре станет частью нашего знания: мы сможем найти подтверждения существования понять точно, что привело к изменению климата на Марсе и каким он был раньше, изучить опаленный Солнцем Меркурий, наконец, построить базу на Луне. Самые смелые мечты современных астрономов даже более масштабны, чем некоторые фантастические фильмы. Интересно то, что достижения техники и физики говорят о реальной возможности осуществления в будущем грандиозных планов.

После освоения Луны ученье перешли к изучению планет Солнечной системы. Двенадцатого февраля 1961 года к ближайшей планете — Венере — была направлена советская автоматическая станция «Венера-1». Она достигла орбиты планеты через три месяца.

В 1962 году в Париже проходила Международная конференция по космосу, на которой, помимо прочих, обсуждался вопрос: удастся ли послать космическую станцию на Марс до 1980 года или нет. К Марсу ракету удалось запустить гораздо раньше — в том же 1962 году. Советская ракета была названа «Марс-1». В ответ на запросы с Земли был получен 61 сигнал, передавший на Землю всевозможную информацию о планете. Однако в марте 1963 года связь с ракетой прервалась и больше не была восстановлена.

В мае 1971 года были запущены еще две советские ракеты: «Марс-2» и «Марс-3». Они должны были провести комплексное изучение поверхности планеты и окружавшего его пространства. С «Марса-3» был послан спускаемый аппарат, который впервые в истории произвел мягкую посадку на поверхность планеты. Он передал информацию на «Марс-3», а оттуда она была послана на Землю.

Затем советские ученые послали к этой планете автоматические станции «Марс-4», «Марс-5», «Марс-6» и «Марс-7». Благодаря этим станциям были сделаны первые фотографии поверхности Марса.

При изучении фотографий обнаружилось, что поверхность Марса неровная. Она делится на светлые участки, так называемые материки, и темные, серо-зеленые «моря». Участки «суши» занимают около 75% от всей поверхности планеты. Перепады высот составляют от 14 до 16 км, но имеются и вулканические горы, достигающие высоты 27 км.

Как и поверхность Луны, она покрыта многочисленными кратерами, которые имеют самые разнообразные размеры и форму. Они все же не такие глубокие, как на Луне, но значительно пире. Крупнейшие из кратеров достигают высоты более двух десятков километров и имеют основания диаметром в 500-600 км. Ученье полагают, что на Марсе активно шла вулканическая деятельность, которая закончилась несколько сотен миллионов лет назад, т. е. в сравнении с возрастом планеты сравнительно недавно.

Между кратерами обнаружены складки, разломы и трещины. В среднем они имеют длину несколько сотен километров и десятки в ширину. Глубина достигает нескольких метров.

Благодаря космическим аппаратам стало известно, что поверхность планеты является пустыней, на которых нет никаких признаков жизни. Там часто бывают сильные бури, поднимающие тучи песка. Бывает, что скорость ветра достигает сотен метров в секунду.

Целью спускаемого аппарата «Марс-6» являлось изучение пространства над поверхностью планеты. Он перешел через атмосферу и собрал данные о ее структуре, которые были переданы на борт автоматической лаборатории, а оттуда — на Землю.

Атмосфера на Марсе находится в разреженном состоянии. Она состоит из 95% углекислого газа, 3% азота, 1,5% аргона, 0,15% кислорода и очень малого количества водяного пара. Некоторые формы рельефа Марса — длинные каньоны, напоминающие русла рек, и ровные поверхности, как бы сглаженные ледниками, дают возможность ученым сделать вывод, что на планете была вода. Вероятно, в настоящее время она имеется на поверхности планеты в виде мерзлоты, которая занесена песком и пылью. Некоторые ученые даже высказывают предположение, что в недрах планеты вода может оставаться в жидком виде. Однако пока она не была найдена, несмотря на то что внутреннее строение Марса тоже более-менее изучено.

Одновременно с изучением Марса советские ученые посылали автоматические станции и к Венере. Первой была послана «Венера-1», затем «Венера-2». Однако эти аппараты мало что могли сообщать о поверхности планеты. Венера продолжала оставаться для ученых самой таинственной планетой, так как сквозь плотный покров облачности ничего нельзя сказать о ее поверхности. Впервые поверхности Венеры достиг аппарат «Венера-3», а следующий, «Венера-4», впервые совершил плавный спуск в атмосфере.

Исследования атмосферы были выполнены исследовательской станцией «Венера-7». Благодаря полученным данным стало известно, что на планете сформировались очень суровые условия: температура поднимается до 750° К, давление достигает 100 атмосфер. Атмосфера состоит из 97% углекислого газа, 3% азота, очень малого количества водяного пара и кислорода. Кроме того, а атмосфере обнаружены SO2, h3S, CO, HF. Наибольшая концентрация водяного пара — около 1% — наблюдается на высоте примерно 50 км. Облака Венеры на 75% состоят из серной кислоты. Из-за парникового эффекта на поверхности Венеры нет никаких признаков воды.

Многие ученые были разочарованы после получения этих данных, так как надеялись, что именно на Венере может существовать флора и даже фауна, похожая на земную. Однако надежда: обнаружить на планете жизнь не оправдались.

В 1975 году были запушены два советских автоматических спутника «Венера-9» и «Венера-10». Спускаемым аппаратам удалось совершить мягкую посадку на поверхности планеты. Через три года на планету были направлены еще два аппарата: «Венера-11» и «Венера-12», а в 1981-1982 годах — «Венера-13» и «Венера-14».

В 1983 году были запущены автоматические межпланетные станции «Венера-15» и «Венера-16». Достигнув орбиты, они превратились в спутники планеты, продолжая проводить комплексные исследования атмосферы и поверхности планеты. Одним из методов исследований явилось радиолокационное картографирование поверхности северного полушария Венеры.

Помимо данных об атмосфере, на Земле были получены фотографии поверхности планеты и образцы грунта. Выяснилось, что на Венере, как и на Марсе, имеются горы, кратеры и разломы, однако они сравнительно редки. Около 90% поверхности составляют равнины, покрытые камнями и плитами самых разных размеров. Оставшиеся 10% составляют три вулканические области: вулканическое плато Иштар, занимающее площадь, равную земному материку Австралия. Высшей точкой является гора Максвелл (ее высота составляет 12 км). Что касается грунта, то его состав не намного отличается от состава земных осадочных пород.

Благодаря шестнадцати станциям ученым удалось очень много узнать об атмосфере, поверхности и внутреннем строении Венеры. Однако полученных данных еще недостаточно для того, чтобы делать окончательные выводы о развитии этой планеты. Поэтому исследования Венеры, по всей видимости, будут продолжаться.

Американские ученые также принимали участие в изучении двух ближайших к нам планет: Венеры и Марса. В 1962 году отправлена станция «Маринер-2» к Венере, а в 1964-1965 годах — «Маринер-4» к Марсу.

Станция, направленная к Венере, приблизилась на расстояние 35 км к ее поверхности. Аппаратура не зафиксировала следов сильного магнитного поля и радиационных поясов. Была уточнена масса планеты (выяснилось, что она составляет 0,81 массы Земли). Американцы тоже искали на Венере следа: хотя бы белковых форм жизни, но не обнаружили ее.

«Маринер-4» выполнила снимки поверхности и изучила атмосферу Марса. Поначалу на снимках не обнаружили и следов тех каналов, которые, по мнению астрономов XIX века, являлись признаками существования развитых цивилизаций. Причина была в тем, что фотографии были малоконтрастными, к тому же повлияли возможные помехи при работе радиотехнической аппаратуры.

После того как фотографии были получены на Земле, прошло около двух лет, прежде чем их смогли очистить от дефектов и поверхность Марса предстала перед астрономами такой, какой была на самом деле. После этого на фотографиях стали отчетливо видны многочисленные каналы и странные детали рельефа, происхождение которых до сих пор не выяснено.

Больше всего споров и сегодня вызывает знаменитое «лицо», обнаруженное на поверхности Марса. Некоторые полагают, что оно было сделано местными жителями или инопланетянами для того, чтобы сообщить о существовании какой-то внеземной цивилизации. Однако большинство исследователей полагают, что это всего лишь одна из причудливых форм рельефа, выглядевшая на фотографии как гигантское лицо благодаря упавшая на нее тени.

Что касается жизни на Марсе, то и в 70-х годах XX века, несмотря на полученные данные, многие не оставляли надежды обнаружить на «красной планете» не просто жизнь, а высокоразвитую цивилизацию. Многочисленные фотографии пустынной планеты без каких-либо следов деятельности разумных существ не принимались за достаточные доказательства.

Один из американских астрономов заявил, что «Маринер-4» сделал фотографии не только поверхности Марса, но и Земли, причем они имели одинаковый масштаб. При этом лишь на одной фотографии Земли можно было обнаружить следы деятельности человека: просеку в лесу. Поэтому для того чтобы доказать наличие или отсутствие цивилизации на Марсе, по мнению американских ученых, необходимы фотографии, сделанные хотя бы с десятикратным увеличением.

В 1969 году станции «Маринер-6» и «Маринер-7» вновь отправились к Марсу, чтобы продолжить изучение этой планеты и сделать фотографии более высокого качества. На этот раз предметом их наиболее пристального внимания стали ледяные шапки. Многие ученые еще до этой экспедиции высказывали сомнения в том, что это именно лед, так как присутствие такого большого количества заледеневшей воды не объясняет сухость и разреженность атмосферы Марса. Высказывались предположения, что полярные марсианские папки в действительности состоят из замерзшей углекислоты. Однако в этом случае должно было образоваться вещество, похожее на сухой лед: оно неустойчиво и быстро превращается в газ уже при -78°. Однако температура на Марсе поднимается и выше этой отметки, а марсианские папки не меняют свою форму.

После того как были получены данные о толщине южной папки Марса, добавилась еще одна загадка, которую ученые не могли разгадать.

В то же время было обнаружено, что атмосфера Марса не содержит примеси азота — элемента, входящего в атмосферу Земли. Интересно, что кислорода там намного больше, чем на Земле. Это дало ученым возможность сделать вывод, что на Марсе когда-то росли, а возможно, и сейчас имеются растения, интенсивно выделяющие кислород. На Земле в специальной лаборатории был даже проведен успешный опыт по выращиванию земных растений — ржи, риса, кукурузы и огурцов в атмосфере, не содержащей азота.

Марс и Венера — ближайшие к нам планеты Солнечной системы. Они обладают наиболее сходными с Землей физическими условиями и поэтому являются самыми интересными объектами для изучения. Однако они не единственные вызывают пристальный интерес астрономов уже на протяжении веков.

Другие планеты тоже подверглись изучению астрономов. В 1974 году космическая станция «Маринер-10» была направлена к Меркурию. Пролетев на расстоянии 700 км от поверхности планеты, он выполнил фотографии, по которым можно судить о рельефе этой маленькой и наиболее близко расположенной к Солнцу планеты. До тех пор в распоряжении астрономов имелись фотографии, сделанные с Земли с помощью мощных телескопов.

Благодаря фотографиям, выполненным космической станцией, стало известно, что поверхность Меркурия покрыта кратерами и напоминает Луну. Кратеры чередуются с холмами и долинами, но разница высот не так велика, как на Луне.

Следующем объектом изучения стал Юпитер. В1977 году к нему были посланы американские космические аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Они сделали фотографии Юпитера и галилеевских спутников.

На сегодняшний день астрономы обнаружили 16 спутников Юпитера. Четыре из них: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто были открыты еще Галилеем. Остальные обнаружили позднее. Астрономы полагают, что планета-гигант захватывает небольшие астероиды и превращает их в свои спутники.

Большинство спутников, в том числе два ближайшие к планете, было открыто уже в XX веке с началом эры межпланетных полетов. Разглядеть их в телескоп не удавалось. Информация об этих спутниках была получена с помощью космических станций «Пионер» (направленной к Юпитеру в 1973 году), «Вояджер-1» и «Вояджер-2».

Юпитер — необычная планета. Многие ее загадки не раскрыты до сих пор. Правда, благодаря летавшим к ней космическим станциям о Юпитере удалось узнать много нового.

На сегодняшний день известно, что Юпитер намного крупнее остальных планет. Если бы он был массивнее еще в восемьдесят раз, то в его недрах начались бы реакции ядерного синтеза, которые превратили бы его в звезду. Но этого не произошло, и он остался планетой.

По составу Юпитер отличается от других планет Солнечной системы. Преобладавшими элементами, как и на Солнце, являются водород и гелий, из-за этого планета не имеет твердой поверхности. Тем не менее она окружена подобием атмосферы. В ее состав, кроме водорода, входят аммиак, метан, небольшое количество молекул воды и другие элементы.

Юпитер имеет красноватый оттенок. Полагают, что он возник из-за присутствия в атмосфере красного фосфора и, не исключено, молекул органики, которые могли бы появиться из-за частых электрических разрядов.

На Юпитере имеются разноцветные параллельные светлые и темные полосы облаков и так называемое Большое Красное пятно. Облака постоянно меняют свею форму и окрашены в разные цвета: красные, коричневые, оранжевые, что говорит о наличии в атмосфере химических соединений. Они довольно плотные, но сквозь них все же можно рассмотреть поверхность планеты, разделенную на сектора. По их передвижению и была определена скорость вращения: экваториальный сектор вращается со скоростью 9 часов 50 минут 30 секунд.

На фотографии, выполненной «Вояджером», можно заметить Большое Красное пятно. Астрономы ведут за ним наблюдения уже более трехсот лет, однако природа этого загадочного явления до сих пер не понятна до конца. Предполагают, что пятно представляет собой громадный атмосферный вихрь. Было замечено, что с течением времени оно меняет размер, цвет и яркость. Кроме того, Большое Красное пятно вращается против часовой стрелки.

Послать к планете спускаемые аппараты невозможно. Поэтому изучение негостеприимной планеты пришлось проводить из космоса. Наряду с Юпитером «Вояджеры» провели наблюдения за спутниками. Самым древним из всех выглядит Каллисто. Его поверхность покрыта кратерами, которые образовались от ударов метеоритов.

Следующей планетой, к которой были направлены космические аппараты «Пионер» и «Вояджеры», стал Сатурн. Строение этой планеты во многом напоминает Юпитер: она тоже не имеет твердей поверхности и покрыта облаками. Они намного гуще, чем на Юпитере, поэтому сквозь них практически невозможно разглядеть поверхность планеты. Сходство доходит до того, что на Сатурне тоже имеется пятно, однако оно гораздо меньше, чем на Юпитере, и имеет более темную окраску. Его называют Большим Коричневым пятном.

Вокруг Сатурна обращается 17 спутников, большинство из которых было открыто только благодаря полетам космических аппаратов. Самый крупный из них, Титан, по размерам превосходит Меркурий и имеет свою атмосферу. Почти все остальные спутники состоят изо льда, некоторые имеют примесь горных пород.

Вокруг Сатурна обнаружено 7 колец. Им присвоены названия D, C, В, A, F, G, E (в порядке удаленности от поверхности планет). Три из них, А, В и С, можно увидеть с Земли в телескоп, о них было известно уже давно. Остальные открыты в XX веке. В 1979 году космическая станция «Пионер-11» обнаружила кольцо F, состоящее из трех отдельных колечек. В следующем году было подтверждено предположение астрономов о том, что планета может иметь еще два кольца: «Вояджер-1» обнаружил существование колец D и Е. Кроме того, эта же станция зафиксировала наличие кольца G.

В 1986 году «Вояджер-2» пролетел мимо Нептуна и передал на землю около 9 тыс. фотографий поверхности планеты. Благодаря этой космической станции была получена новая информация о Нептуне. В частности, было зафиксировано вращение его магнитного поля, благодаря чему астрономам удалось доказать вращение самой планеты.

Выяснилось, что Нептун по плотности превосходит другие планеты-гиганты. Это объясняется, по всей видимости, наличием в ее недрах тяжелых элементов. Атмосфера состоит из гелия и водорода. Ученые полагают, что большую или даже всю поверхность Нептуна занимает океан из воды, насыщенный ионами. Мантия, также по предположениям, состоит изо льда и составляет 70% всей массы планеты.

«Вояджер» приблизился к Нептуну на расстояние 4900 км от слоя облаков и обнаружил непонятное темное образование, которое впоследствии было названо Большим Темным пятном. Станция использовалась также и для метеорологических исследований и изучения спутников. Помимо известных в то время Тритона и Нереиды, было открыто еще шесть спутников, причем один из них, Протеус, имеет довольно крупные размеры: 400 км в диаметре, тогда как размеры остальных колеблются от 50 до 190 км.

С помощью «Вояджера» было сделано еще одно открытие: Нептун окружают незамкнутые кольца, которые астрономы назвали арками. Однако более точной информации об этих образованиях пока нет.

Астрономы изучают не только планеты, но и другое тела Солнечной система. В космос запушены специальные устройства, ведущие постоянные наблюдения за одним из самых интересных и таинственных объектов — кометы Галлея. Это самая яркая из периодических комет Солнечной системы. Как известно, она появляется на небе с периодичностью в 76 лет.

Уже много столетий люди имеют возможность наблюдать это небесное тело, однако и на сегодняшний день о ней известно далеко не все. Астрономы наблюдали ее уже 29 раз. Рассчитывают, что в очередной, тридцатый раз появится возможность получить о ней больше сведений.

Напрашивается вопрос, почему комета Галлея вызывает такой сильный интерес астрономов? Ради чего все эти сложные разработки и приготовления? Дело в тем, что, по мнению ученых, в теле кометы могли сохраниться остатки газово-пылевой туманности — вещества, из которого, как предполагают, образовались все тела Солнечней системы. Поэтому более детальное изучение строения и состава кометы, как полагали космогонисты, даст возможность окончательно сформулировать гипотезу происхождения Солнечной системы, получить сведения о начальной стадии формирования планет, о процессах, которые происходили при этом.

Была разработана специальная программа, согласно которой в 1984 году в направлении Венеры были запущены две межпланетные станции, имеющие на борту планетные и кометные зонды. Примерно через шесть месяцев станции достигли ближайшей к нам планеты.

Затем от АУС отделились зонда. Пройдя через атмосферу, они передали информацию на борт АМС, которые продолжали двигаться по запланированной траектории, приближаясь к комете Галлея.

Ученье, в частности биохимики, выяснили, что основой всего огромного разнообразия форм жизни на Земле являются всего несколько молекул, которые можно создать в лабораторных условиях. Атомы, молекулы и даже аминокислоты уже обнаружены в составе звезд, в межзвездных пылевых облаках и каменных метеоритах. Однако эту материю еще нельзя назвать живой, способной к осуществлению обмена веществ и размножению.

В 1976 году американцы для этих целей в очередной раз направили к Марсу две автоматические межпланетные станции «Викинг». Спускаемые аппараты достигли поверхности планеты и провели исследования грунта на предмет обнаружения микробов на углеродной основе. Полученные данные оказались настолько неопределенными, что биологи до сих пор не могут сделать окончательных выводов.

Однако поиск бактерий или необычной флоры может представлять интерес только для ученых. Большинство людей на Земле мечтают о контакте с внеземной цивилизацией, с братьями по разуму. На эту тему было написано множество фантастических книг и снято больное количество фильмов. Люди отдают себе отчет, что встреченная цивилизация может оказаться не дружественной, а враждебной, и тогда землянам может быть нанесен непоправимый урон.

И все же земляне продолжают искать в космосе иные цивилизации.

Какова же вероятность, что во Вселенной существуют другие обитаемые планеты? Известно, что Солнце, вокруг которого обращается Земля, является всего лишь одной из 100 млрд. звезд системы «Млечный путь». Кроме нее, на сегодняшний день с Земли можно наблюдать около 1 млрд. галактик. Сколько же разумных цивилизаций может существовать во Вселенной? Этим подсчетом решили заняться ученые К. Саган, Ф. Дрейк и И. Шкловский. Они подсчитали количество звезд в Галактике. Затем они исключили те из них, вокруг которых не обращаются планеты. Изучив оставшееся планетные системы, ученые высчитали примерное количество планет, имеющих подходящие условия для жизни. Затем они прикинули, на скольких планетах жизнь смогла бы развиться до уровня цивилизованных разумных организмов, которые могли бы вступить в контакт с землянами.

Иосиф Самуилович Шкловский (1916—1985) долгое время занимался этим вопросом. Он полагал, что наука не сможет однозначно ответить на этот вопрос, так как перед нею имеется только один пример — земная цивилизация. Этого очень мало для того, чтобы делать точные выводы.

Несмотря на сравнительную близость (по космическим меркам) планет, бoлee-мeнee хорошо изучены только две из них: Венера и Марс. Что касается остальных планет, то две их загадки до еж пор не раскрыты. Астрономы могут только делать предположения о существования точно таких же планетарных систем, но долгое время ни одна из них не была обнаружена.

Шкловский полагал, что после начала работы орбитального оптического телескопа с диаметром зеркала 2,4 м появится возможность начать изучение планетарных систем. И действительно, в конце XX века американские астронома смогли обнаружить планеты, обращающиеся вокруг Барнарда — звезды, находящейся на сравнительно небольшом расстоянии от Солнца. Однако пока ничего не известно о том, пригодны ли они для жизни.

Самым лучшим способом поиска цивилизаций в космосе стали бы полеты к другим звездам. Но пройдет еще немало десятилетий, а возможно, и столетий, пока они станут реальными. Технические возможности, существующие на сегодняшний день, не позволяют сделать это. Даже если удалось бы отправить корабль к ближайшей звезде — альфа Центавра, путешествие заняло бы тысячи лет.

В 1987 году в бескрайнее космическое пространство были запушены космические аппараты «Пионер-10» и «Пионер-11». На их бортах имеются пластинки с посланием представителям внеземных разумных цивилизаций.

Запуск космических аппаратов к звездам продолжает оставаться неоправданно дорогим, несмотря на то что такой полет дает множество новых научных данных, которые передаются на Землю. Поэтому самым доступным сегодня средством обнаружения следов внеземных цивилизаций являются радиотелескопы. С их помощью астронома не только надеются получить их сообщения, но и сами посылают сигналы в космос.

Человечество только вступило на путь поисков внеземных цивилизаций. Аппаратура с каждым годам становится все совершеннее, и возможно, что уже недалек тот день, когда сигналы с другой планеты (если только они были посланы) будут получены и расшифрованы.

Детальные разработки программы поиска во вселенной разумных существ начались с начала 70-х годов. Именно тогда началось осуществление проекта «Циклоп». Для этих целей использовался гигантский телескоп, состоящий из большого количества радиотелескопов. Вся система была компьютеризирована.

В середине 80-х годов астрономы выдвинули предложение провести серьезные международные поиски внеземных цивилизаций. Тогда затраты должны Сыпи составить несколько миллиардов долларов. Впоследствии появились более экономичные возможности для поиска сигналов в пределах 100 св. лет от Земли требовался только радиотелескоп и компьютер. Полагают, что наиболее высокая вероятность обнаружения сигнала существует в интервале частот от 1400 до 1730 МГц.

С помощью гигантских телескопов, которые использовались для проекта «циклоп», можно будет искать сигналы в радиусе 1000 св. лет. В будущем антенны для приема сигналов будут установлены не только на Земле, но и на Луне.

На краю Солнечной системы обнаружена новая карликовая планета

Основные моменты истории

2012 VP113 — недавно обнаруженная карликовая планета

Ее полная орбита дальше, чем орбита любого другого объекта Солнечной системы

Она расположена в 83 раза дальше от Земли и солнце

Си-Эн-Эн
—

cms.cnn.com/_components/paragraph/instances/paragraph_31211C76-4F4D-3B19-E221-E61353C09A21@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»>
Всем, кто питает надежду на то, что Плутон будет восстановлен в качестве большой планеты, вам, вероятно, следует сделать, как говорится в фильме «Холодное сердце», и «отпустить».

Но вот новая захватывающая находка из дальних уголков нашей Солнечной системы: астрономы обнаружили карликовую планету, которая находится еще дальше, чем Плутон, — фактически настолько далеко, что ее орбита достигает нового края Солнечной системы.

Нынешнее название карликовой планеты — 2012 VP113, и она расположена в «пустыне или бесплодной земле Солнечной системы», — сказал астроном Чад Трухильо, руководитель отдела адаптивной оптики в обсерватории Джемини на Гавайях и один из первооткрывателей этого объекта. Его исследование было опубликовано в среду в журнале Nature.

«Большой вопрос, как это формируется? Как вы можете достать объект оттуда?» он сказал. «На самом деле мы пока не знаем ответа на этот вопрос».

По словам Трухильо, эта карликовая планета необычна из-за своей орбиты. На своем эллиптическом пути самое близкое к солнцу оно все еще находится очень далеко от остальной части Солнечной системы. Его полная орбита дальше, чем орбита любого другого известного нам объекта в Солнечной системе.

Социальные медиа

Следите за новостями CNN Science

cms.cnn.com/_components/paragraph/instances/paragraph_3CA52C9B-86B7-E3C1-4099-E688103D1156@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»>
«Ничто из того, что мы знаем в настоящее время в Солнечной системе, не может создавать объекты, которые все время находятся так далеко, что никогда не приближаются ни к одной из планет», — сказал Трухильо.

Самая удаленная от Солнца крупная планета — Нептун, вращающийся вокруг нашей звезды на расстоянии 30 астрономических единиц. Одна астрономическая единица — это среднее расстояние между Землей и Солнцем — около 150 миллионов километров, или 93 миллиона миль.

По данным НАСА, за Нептуном находится пояс Койпера, кольцо небольших объектов в форме пончика, которое простирается примерно от 30 до 55 астрономических единиц. Этот пояс может содержать сотни тысяч крупных ледяных объектов и триллионы комет, если не больше. Плутон считается карликовой планетой в поясе Койпера.

Неловко названный 2012 VP113 находится намного дальше от Солнца, в настоящее время на расстоянии 83 астрономических единицы. Это в 83 раза превышает расстояние между нашей планетой и Солнцем (ближайшая точка его орбиты составляет 80 астрономических единиц).

Но с точки зрения среднего расстояния от Солнца есть карликовая планета еще дальше: Эрида, которую помог открыть Трухильо. Эрида больше Плутона и имеет спутник под названием Дисномия. Присутствие Эриды помогло ученым определить, что Плутон не следует причислять к крупным планетам.

Седна, карликовая планета, которую Трухильо также открыл в 2004 году, расположена в том же отдаленном районе, и ей требуется около 10 500 лет, чтобы совершить оборот вокруг Солнца.

«Обнаружение Седны так далеко казалось странным и, возможно, случайностью», — сказал по электронной почте Майк Браун, профессор астрономии Калифорнийского технологического института. «Но этот начинает выглядеть так, будто это может быть типичное место для объектов. Совсем не то, что я мог предположить.

Этот дом Седны и 2012 VP113 называют «внутренним Облаком Оорта». По словам Трухильо, возможно, отсюда и появляются некоторые кометы.

Исследование Трухильо также предполагает, что может быть большая планета, которую никто не видел, на расстоянии 250 астрономических единиц, влияющая на орбиты Седны и новой карликовой планеты. Но это только теория; планета не обнаружена.

Браун, который не участвовал в этом исследовании, также открыл Седну.

«Эти необычные объекты — Седна и этот новый — могут рассказать нам об очень раннем периоде существования Солнечной системы, когда солнце и планеты только формировались», — сказал Браун.

По словам Трухильо, ученые не смогли определить состав 2012 VP113, но большинство подозревает, что он ледяной из-за удаленности от солнца. Его цвет слегка красноватый и «не особенно необычный по сравнению с объектами пояса Койпера», — сказал Трухильо.

Труйлио и его коллеги считают, что новая карликовая планета относительно мала — около 450 километров (280 миль) в диаметре, что меньше, чем расстояние от Филадельфии до Бостона. Он сказал, что, вероятно, имеет форму шара.

Так почему же это не большая планета, такая как Меркурий, Венера, Земля и Марс? Трухильо объясняет, что настоящая планета достаточно велика, чтобы другие объекты на ее орбите втягивались в нее под действием гравитации. Карликовая планета недостаточно велика, чтобы стать гравитационно доминирующей; он слишком мал, чтобы втягивать объекты на своем пути.

Возможно, эта карликовая планета образовалась очень рано в истории нашей Солнечной системы, в районе между Юпитером и Сатурном, а затем была выброшена за пределы Плутона. Одна из теорий состоит в том, что миллиарды лет назад другая звезда прошла мимо нашего Солнца и унесла с собой материю на далекую орбиту.

Насколько нам известно, там, где находится карликовая планета, слишком холодно, чтобы иметь жидкую воду, сказал Трухильо.

«Для меня это открытие действительно показывает, что мы находимся на грани того, чтобы наконец прочитать историю, которую Седна пытается рассказать нам, и что следующие несколько лет должны принести поток новых открытий в этом новом регионе Земли. за пределами Солнечной системы, — сказал Браун.

2012 VP113 в конечном итоге будет переименован, но на веб-сайте Трухильо говорится, что он неофициально называется «Байден» из-за обозначения «VP».

Подпишитесь на Элизабет Ландау в Твиттере по адресу @lizlandau

ЧИТАЙТЕ: Астрономы нашли первый астероид с кольцами

Астрономы нашли совершенно новую карликовую планету в нашей Солнечной системе примерно в 2,5 раза больше расстояния до Плутона на момент его обнаружения.



Он называется 2015 TG387 и имеет прозвище «Гоблин». Кроме того, она довольно мала даже для карликовой планеты — всего 300 километров (186 миль) в поперечнике.

Но мы очень взволнованы, потому что Гоблин находится на необычной орбите. По мнению исследователей, это все же говорит о том, что Планета X находится где-то там, в холоде и темноте.

Его нашли астрономы Скотт Шеппард из Научного института Карнеги и его коллеги Чад Трухильо из Университета Северной Аризоны и Дэвид Толен из Гавайского университета. Вместе эта команда ведет поиски Планеты X.

Когда Гоблин был обнаружен, он находился на расстоянии около 80 астрономических единиц (а.е., расстояние между Землей и Солнцем). Для контекста расстояние до Плутона составляет в среднем 39,5 а.

(Иллюстрация Роберто Моляра Канданосы и Скотта Шеппарда, любезно предоставлена ​​Институтом науки Карнеги.) Плутона). Но орбита Гоблина потрясает, согласно наблюдениям за несколько лет, подтверждающим открытие и описывающим его орбиту.

В перигелии находится на расстоянии 65 а.е. Это не самый далекий перигелий — объекты Облака Оорта 2012 VP113 и Седна претендуют на эту честь на расстоянии 80 и 76 а.е. соответственно.

Но «Гоблин» уходит дальше — намного, намного дальше — чем 2012 VP113 или Седна, да и любой другой известный объект Солнечной системы, за исключением некоторых долгопериодических комет. Судя по траектории, его афелий составляет 2300 а.е.; Седна, установившая предыдущий рекорд, имеет афелий 937 а.е.

Гоблину требуется 40 000 лет, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца.

(Иллюстрация Роберто Молар Канданоса и Скотта Шеппарда, предоставлено Институтом науки Карнеги.)

Поскольку эти объекты находятся так далеко, они не взаимодействуют гравитационно с планетами, такими как Нептун или Юпитер.

«Эти так называемые объекты Внутреннего Облака Оорта, такие как 2015 TG387, 2012 VP113 и Седна, изолированы от большей части известной массы Солнечной системы, что делает их чрезвычайно интересными», — сказал Шеппард.

«Их можно использовать в качестве зондов, чтобы понять, что происходит на краю нашей Солнечной системы.»

Так что же говорит нам Гоблин? По словам Шеппарда и его коллег, в этом что-то есть. Что-то массивное — до 10 раз больше массы Земли. Нечто, под действием огромной гравитации вытягивающее орбиты этих транснептуновых объектов в вытянутые формы.

«Эти отдаленные объекты подобны хлебным крошкам, ведущим нас к Планете X», — сказал Шеппард.

«Чем больше их мы сможем найти, тем лучше мы сможем понять внешнюю Солнечную систему и возможную планету, которая, как мы думаем, формирует их орбиты — открытие, которое перевернет наши знания об эволюции Солнечной системы.»

Планета X впервые была выдвинута в 2014 году, когда Шеппард и Трухильо после открытия 2012 VP113 заметили длинные зацикленные орбиты подобных объектов. Они сгруппировались таким образом, что это не казалось случайным, но огромная планета далеко за Плутоном могла привести их к наблюдаемой конфигурации.

Не все согласны с тем, что Планета X существует. Ранее в этом году исследовательская группа предложила альтернативное объяснение этих странных орбит; куча камней, которые толкали друг друга по странным траекториям, как бамперные машинки.

Тем не менее, другие исследователи считают, что в обнаружении транснептуновых объектов существуют «поразительные ошибки». Другими словами, сами данные, на которых основывается это предположение, ошибочны.

Независимо от того, существует она или нет, жадные поиски гипотетической планеты, безусловно, приносят другие блага. Например, открытие 12 новых спутников Юпитера, о котором было объявлено ранее в этом году, говорит нам о периоде формирования Юпитера, когда планета еще росла.

И, конечно же, Гоблин. Которая, согласно компьютерному моделированию, включающему размер и орбиту Планеты X согласно статье, опубликованной Майком Брауном и Константином Батыгиным из Калифорнийского технологического института в 2016 году, вполне может находиться под присмотром гигантской планеты.

«Что делает этот результат действительно интересным, так это то, что Планета X, по-видимому, влияет на 2015 TG387 так же, как и на все другие чрезвычайно удаленные объекты Солнечной системы», — сказал Трухильо.

«Эти симуляции не доказывают, что в нашей Солнечной системе есть еще одна массивная планета, но они являются еще одним доказательством того, что там может быть что-то большое.»

Статья группы отправлена ​​в The Astronomical Journal , где она ожидает экспертной оценки. Вы можете прочитать его полностью на ресурсе препринтов arXiv.

Новая карликовая планета, обнаруженная на краю Солнечной системы, намекает на возможную далекую «Планету X»

Снимки открытия 2012 VP113, у которого самая дальняя орбита из известных в нашей Солнечной системе. Три изображения ночного неба, сделанные с интервалом около 2 часов, были объединены в одно. Первое изображение было искусственно окрашено в красный цвет, второе — в зеленый, а третье — в синий. 2012 г. VP113 перемещался между изображениями, отмеченными красными, зелеными и синими точками. Фоновые звезды и галактики не двигались, поэтому их красное, зеленое и синее изображения объединяются, чтобы показать белые источники.
(Изображение предоставлено Скоттом С. Шеппардом: Научный институт Карнеги)

900:04 Астрономы обнаружили новую карликовую планету далеко за пределами орбиты Плутона, предполагая, что это далекое царство содержит миллионы неоткрытых объектов, в том числе, возможно, мир больше Земли.

Новооткрытое небесное тело, названное 2012 VP113, присоединяется к карликовой планете Седна в качестве подтвержденного обитателя далекого и почти неисследованного региона, который ученые называют «внутренним Облаком Оорта». Кроме того, 2012 VP113 и Седна, возможно, были вытянуты на свои длинные извилистые орбиты большой планетой, невидимой в этих холодных глубинах.

«Эти два объекта — лишь вершина айсберга», — сказал Space.com соавтор исследования Чедвик Трухильо из обсерватории Джемини на Гавайях. «Они существуют в той части Солнечной системы, которую мы привыкли считать лишенной материи. Это просто показывает, как мало мы на самом деле знаем о Солнечной системе». [Новые фотографии карликовых планет: изображения 2012 VP113]

Астрономы открывают транснептуновые объекты, принадлежащие Облаку Оорта, самому удаленному региону Солнечной системы Земли. Посмотрите, как складываются карликовые планеты Седна и 2012 VP113, в этой инфографике Space.com. (Изображение предоставлено Карлом Тейтом, художником по инфографике)

Исследование глубин

В течение нескольких десятилетий астрономы делили нашу Солнечную систему на три основные части: внутреннюю зону, содержащую скалистые планеты, такие как Земля и Марс; среднее царство, в котором находятся газовые гиганты Сатурн, Юпитер, Уран и Нептун; и внешний регион, называемый поясом Койпера, населенный далекими и ледяными мирами, такими как Плутон.

На этих изображениях показано открытие нового объекта внутри облака Оорта 2012 VP113, снятое 5 ноября 2012 г. по всемирному времени с интервалом около 2 часов. Движение 2012 VP113 явно выделяется на фоне стационарных фоновых звезд и галактик. (Изображение предоставлено Скоттом С. Шеппардом: Научный институт Карнеги)

Открытие Седны в 2003 году намекнуло, что эта карта неполна. Седна, которая имеет ширину около 620 миль (1000 километров), имеет невероятно эллиптическую орбиту, приближаясь к Солнцу ближе, чем на 76 астрономических единиц (а. (Одна а.е., расстояние от Земли до Солнца, составляет около 93 миллионов миль или 150 миллионов километров.)

Таким образом, Седна находится в дальних уголках Солнечной системы. Для сравнения, орбита Плутона проходит между 29и 49 а.е. от солнца. [Фотографии Плутона и его спутников]

И теперь астрономы знают, что Седна не одинока. Трухильо и Скотт Шеппард из Института науки Карнеги в Вашингтоне, округ Колумбия, обнаружили 2012 VP113 с помощью камеры темной энергии, установленной на 4-метровом телескопе Межамериканской обсерватории Серро-Тололо в Чили.

Последующие наблюдения с помощью 6,5-метровых телескопов Magellan в обсерватории Лас Кампанас, также в Чили, помогли Трухильо и Шеппарду определить детали орбиты 2012 VP113 и узнать немного больше об объекте.

Тело не приближается к Солнцу ближе, чем на 80 а.е., а удаляется на 452 а.е. По словам исследователей, 2012 VP113 шириной около 280 миль (450 км) достаточно велик, чтобы считаться карликовой планетой, если она состоит в основном из льда. (По определению, карликовые планеты должны быть достаточно большими, чтобы их гравитация превратила их в сферы; масса, необходимая для этого, зависит от состава объектов.)

Внутреннее Облако Оорта

2012 VP113 невероятно сложно обнаружить; астрономы действительно получают шанс только тогда, когда тела максимально приближаются к Солнцу. [Наша Солнечная система: фотопутешествие по планетам]

Основываясь на площади неба, которую исследовали ученые, Трухильо и Шеппард подсчитали, что в этом далеком царстве, которое астрономы называют внутренним Облаком Оорта, может существовать около 900 тел крупнее Седны. (Настоящее Облако Оорта представляет собой ледяную оболочку вокруг Солнечной системы, которая начинается примерно в 5000 а.е. от Солнца и содержит триллионы комет.) Пояс и главный пояс астероидов между Марсом и Юпитером, говорят исследователи.

«Некоторые из этих внутренних объектов Облака Оорта могут соперничать по размерам с Марсом или даже с Землей», — говорится в заявлении Шеппарда. «Это связано с тем, что многие из внутренних объектов Облака Оорта настолько далеки, что даже очень большие объекты будут слишком слабыми, чтобы их можно было обнаружить с помощью современных технологий».

Исследование было опубликовано онлайн сегодня (26 марта) в журнале Nature.

Диаграмма орбит внешней Солнечной системы. Солнце и планеты земной группы находятся в центре. Орбиты четырех планет-гигантов Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна показаны фиолетовыми сплошными кружками. Пояс Койпера (включая Плутон) показан светло-голубой пунктирной областью сразу за планетами-гигантами. Орбита Седны показана оранжевым цветом, а орбита 2012 VP113 — красным. Оба объекта в настоящее время находятся на максимальном сближении с Солнцем. Они были бы слишком слабыми, чтобы их можно было обнаружить, находясь на внешних участках своих орбит. (Изображение предоставлено Скоттом С. Шеппардом: Научный институт Карнеги)

Планета Х?

На данный момент астрономам мало что известно о происхождении и истории эволюции Седны и 2012 VP113. Объекты могли сформироваться ближе к Солнцу, например, до того, как были вытеснены гравитационным взаимодействием с другими звездами — возможно, «звездами-сестрами» из солнечного скопления, говорят исследователи. Или внутренние объекты Облака Оорта могут быть инопланетными телами, которые Солнце вырвало из другой солнечной системы во время близкого звездного сближения.

Также возможно, что 2012 VP113 и его соседи были выброшены из пояса Койпера во внутреннюю часть Облака Оорта, когда давным-давно большая планета была выброшена наружу. Эта планета могла быть полностью выброшена из Солнечной системы, или она может все еще находиться там, в самых отдаленных уголках, ожидая своего открытия.

Такое предположение далеко не доказательство существования неоткрытой «Планеты X», подчеркнул Трухильо. Но он сказал, что дверь открыта, отметив, что тело земной массы на расстоянии 250 а.е. от Солнца, вероятно, в настоящее время невозможно обнаружить.

«Это повышает вероятность того, что там могут быть вещества значительной массы, земной или больше, о которых мы не знаем», — сказал он.

Картина должна проясниться по мере обнаружения новых объектов внутри Облака Оорта, что позволит астрономам установить дополнительные ограничения на происхождение и орбитальную эволюцию этих холодных, далеких тел.

«Я думаю, немного сложно делать однозначные выводы по двум объектам», — сказал Трухильо. «Если бы у нас было 10 внутренних объектов Облака Оорта, тогда мы действительно могли бы начать подробно рассказывать о сценариях формирования».

Подписывайтесь на Майка Уолла в Твиттере @michaeldwall и Google+ . Следуйте за нами @Spacedotcom , Facebook  или Google+ . Первоначально опубликовано 9 0073 Space.com.

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Майкл Уолл — старший космический обозреватель Space.com (открывается в новой вкладке) , присоединился к команде в 2010 году. В основном он освещает экзопланеты, космические полеты и военный космос, но, как известно, увлекается космическим искусством. Его книга о поисках инопланетной жизни «Out There» была опубликована 13 ноября 2018 года. Прежде чем стать научным писателем, Майкл работал герпетологом и биологом дикой природы. У него есть докторская степень. по эволюционной биологии Сиднейского университета, Австралия, степень бакалавра Аризонского университета и диплом о высшем образовании в области научного письма Калифорнийского университета в Санта-Круз. Чтобы узнать, какой у него последний проект, вы можете подписаться на Майкла в Твиттере.

Новая карликовая планета по прозвищу Гоблин | Космос

Художественная концепция недавно открытой карликовой планеты по прозвищу Гоблин (он же 2015 TG387). Изображение предоставлено Роберто Моляром Канданозой/Скоттом Шеппардом/Научным институтом Карнеги.

Астрономы нашли гоблина в дальних уголках внешней Солнечной системы. Нет, это не мифическое космическое существо. Гоблин — прозвище, данное новой карликовой планете во внешней Солнечной системе. Это само по себе захватывающее открытие, и орбита Гоблина также подтверждает возможное существование долгожданной и гораздо более крупной Планеты X.

Скотт Шеппард из Научного института Карнеги, Чад Трухильо из Университета Северной Аризоны и Дэвид Толен из Гавайского университета объявили об открытии 2 октября 2018 года в электронном циркуляре Центра малых планет Международного астрономического союза. Статья отправлена ​​в  The Astronomical Journal . Другими словами, астрономы всего нашли этот объект.

Они нашли его во время интенсивных поисков Планеты X, поиск, по словам этих астрономов, был:

… самое глубокое и всестороннее исследование в своем роде.

Орбита новой карликовой планеты помещает ее в группу небольших далеких миров, которые астрономы называют объектами Внутреннего Облака Оорта . Другими словами, он находится в Облаке Оорта — гигантской сферической оболочке из ледяных объектов, окружающих наше Солнце, которую считают царством комет, далеко за пределами орбит Плутона и менее удаленных объектов пояса Койпера.

Гоблин, также известный как 2015 TG387, находится примерно в 80 астрономических единицах (а.е.) от Солнца, причем одна а.е. определяется как расстояние между Солнцем и Землей. Для сравнения, Плутон находится в 34 астрономических единицах от Солнца, поэтому Гоблин находится примерно в в два с половиной раза дальше от Солнца, чем Плутон, прямо сейчас.

Считается, что он довольно маленький, около 200 миль (300 км) в диаметре. Его орбита очень вытянута, объект никогда не приближается к Солнцу ближе, чем на 65 а.е. Помимо 2015 TG387, единственными другими объектами с более отдаленными перигелиями, то есть более удаленными ближайшими к Солнцу точками, являются 2012 VP113 и Седна на расстоянии 80 и 76 а.е. соответственно.

Однако большая полуось орбиты Гоблина больше, чем у 2012 VP113 и Седны, а это означает, что он перемещается по своей орбите намного дальше от солнца, чем они. В самой отдаленной точке это невероятная 2300 AU от солнца.

Орбита Гоблина по сравнению с орбитами некоторых других объектов Внутреннего Облака Оорта. Изображение предоставлено Роберто Моляром Канданозой/Скоттом Шеппардом/Научным институтом Карнеги.

Как объяснил Скотт Шеппард:

Эти так называемые объекты Внутреннего Облака Оорта, такие как 2015 TG387, 2012 VP113 и Седна, изолированы от большей части известной массы Солнечной системы, что делает их чрезвычайно интересными. Их можно использовать в качестве зондов, чтобы понять, что происходит на краю нашей Солнечной системы.

Шеппард и Трухильо также обнаружили 2012 VP113 в 2014 году. Обнаружение таких объектов означает, что, вероятно, их еще предстоит увидеть. По словам Дэвида Толена:

Мы думаем, что на окраинах Солнечной системы могут быть тысячи небольших тел, таких как 2015 TG387, но их расстояние очень затрудняет их поиск. В настоящее время мы можем обнаружить 2015 TG387 только тогда, когда он максимально приблизится к Солнцу. На протяжении 99 процентов своей 40 000-летней орбиты он был бы слишком тусклым, чтобы его можно было разглядеть.

График, показывающий расстояния между планетами и поясом Койпера по сравнению с Гоблином (не в масштабе). Изображение предоставлено Роберто Моляром Канданозой/Скоттом Шеппардом/Научным институтом Карнеги.

Но не только сами эти объекты представляют интерес для астрономов. Эти очень далекие объекты также могут указать путь к обнаружению еще одной крупной планеты в нашей Солнечной системе. Как отмечает Шеппард:

Эти отдаленные объекты подобны хлебным крошкам, ведущим нас к Планете X. Чем больше их мы сможем найти, тем лучше мы сможем понять внешнюю Солнечную систему и возможную планету, которая, как мы думаем, формирует их орбиты — открытие, которое перевернет наши знания об эволюции Солнечной системы.

Одним из главных признаков того, что Гоблин может быть свидетельством существования более крупной Планеты X, является то, что место на небе, где 2015 TG387 достигает перигелия, похоже на положение 2012 VP113, Седны и большинства других известных чрезвычайно далеких транснептуновых объектов; это можно объяснить тем, что что-то «выталкивает» их на сходные типы орбит. Чтобы проверить это дальше, Чад Трухильо и Натан Кайб из Университета Оклахомы запустили компьютерное моделирование, чтобы увидеть, как различные гипотетические орбиты Планеты X повлияют на орбиту TG387 2015 года. Поскольку большинство предыдущих оценок размера Планеты X говорят, что она значительно больше Земли, моделирование включало планету с массой, превышающей земную, в несколько сотен астрономических единиц на вытянутой орбите, как это было предложено Константином Батыгиным и Майклом Брауном из Калифорнийского технологического института в 2016 году. 900:05 Снимки Goblin (2015 TG387) Discovery, сделанные 8-метровым телескопом Subaru на Мауна-Кеа на Гавайях 13 октября 2015 года. Два изображения были сделаны с разницей примерно в 3 часа. Изображение через Скотта Шеппарда.

Что же получилось? Большинство симуляций предполагало, что орбита TG387 2015 не только была стабильной на протяжении всего возраста Солнечной системы, но и фактически «паслась» гравитацией Планеты X, что удерживало бы намного меньшую TG387 2015 от гораздо более массивной Планеты X. Такое гравитационное пастырство — подобно тому, как самые маленькие спутники Сатурна пасут свои кольца — может также объяснить, почему все эти далекие объекты в Солнечной системе имеют одинаковые орбиты. По словам Трухильо:

Что делает этот результат действительно интересным, так это то, что Планета X, по-видимому, влияет на 2015 TG387 так же, как и на все другие чрезвычайно удаленные объекты Солнечной системы. Эти симуляции не доказывают, что в нашей Солнечной системе есть еще одна массивная планета, но они являются еще одним доказательством того, что там может быть что-то большое.

Если подтвердится существование Планеты X, она действительно может оказаться, как предполагают некоторые ученые, суперземлей, каменистой планетой больше Земли, но меньше Урана или Нептуна. Многие такие миры уже были найдены в других солнечных системах, так что обнаружить ранее неизвестный мир и здесь было бы… ну, очень увлекательно!

Итог: Хотя неуловимая Планета X еще не найдена, открытие карликовой планеты по прозвищу Гоблин интригует и дает еще один ключ к пониманию того, что Планета X должна быть и ждать, пока ее обнаружат земные телескопы. .

Через Институт науки Карнеги

 

Пол Скотт Андерсон

Просмотр статей

Об авторе:

Пол Скотт Андерсон страстно увлекался исследованием космоса, зародившись еще в детстве, когда посмотрел фильм Карла Сагана «Космос». В школе он был известен своей страстью к исследованию космоса и астрономии. В 2005 году он начал свой блог The Meridiani Journal, который представлял собой хронику исследования планет. В 2015 году блог был переименован в Planetaria. Хотя он интересуется всеми аспектами освоения космоса, его главной страстью является планетарная наука. В 2011 году он начал писать о космосе на фрилансе, а сейчас пишет для AmericaSpace и Futurism (часть Vocal). Он также писал для Universe Today и SpaceFlight Insider, публиковался в The Mars Quarterly и писал дополнительные статьи для известного iOS-приложения Exoplanet для iPhone и iPad.

Новая карликовая планета, обнаруженная на окраине Солнечной системы, дает астрономам дополнительные возможности для поиска свидетельств существования Планеты 9

Астрономы нашли новую карликовую планету за Плутоном, которая никогда не приближается к Солнцу ближе, чем на 65 а.е. Его прозвали «Гоблин», что гораздо интереснее, чем его научное название 2015 TG387. Орбита Гоблина соответствует широко обсуждаемой, но еще не подтвержденной Планете 9.

Команда под руководством астронома Скотта Шеппарда из Университета Карнеги обнаружила планету с помощью телескопа Subaru на Мауна-Кеа, Гавайи. Гоблин имеет сильно вытянутую орбиту, которая простирается на 2300 а.е. от Солнца. Он не взаимодействует гравитационно с другими планетами Солнечной системы, но связан с Солнцем. Это часть скопления экстремальных транснептунальных объектов (ETNO), которые вместе указывают на существование Планеты 9..

«Эти отдаленные объекты подобны хлебным крошкам, ведущим нас к Планете X». Скотт Шеппард, Университет Карнеги.

Гоблин получил свое название, потому что был обнаружен на Хэллоуин. Это один из группы объектов, которые также называются объектами внутреннего облака Оорта (IOCO). В группу входят 2012 VP113 и Sedna. Вероятно, таких объектов гораздо больше, но их трудно обнаружить из-за расстояния. Шеппард и многие другие астрономы считают, что сильно вытянутая орбита этих объектов сформирована пока не обнаруженной Планетой 9.. Планета 9 должна быть большой, чтобы пасти IOCO, поэтому ее открытие является одним из святых Граалей астрономии.

«Эти так называемые объекты Внутреннего Облака Оорта, такие как 2015 TG387, 2012 VP113 и Седна, изолированы от большей части известной массы Солнечной системы, что делает их чрезвычайно интересными», — объяснил Шеппард. «Их можно использовать в качестве зондов, чтобы понять, что происходит на краю нашей Солнечной системы».

Карликовая планета 2015 TG387, или Гоблин, имеет орбиту, которая проходит намного дальше от Солнца, чем другие объекты Внутреннего Облака Оорта Седна и 2012 VP113. Изображение: Роберто Моляр Канданоса и Скотт Шеппард, предоставлено Институтом науки Карнеги.

Шеппард и один из его коллег по этому исследованию, Дэвид Толен из Гавайского университета, также стояли за открытием 2012 VP113, еще одного IOCO. Они объявили об этом открытии в 2014 году. 2012 VP113 имеет самую дальнюю орбиту в перигелии, чуть более 80 а.е. После этого открытия они заметили сходство в орбитах нескольких очень далеких объектов Солнечной системы. Это сходство привело их к предположению о существовании планеты, в несколько раз превышающей размеры Земли. Предполагаемая планета получила название «Планета 9».или «Планета X», а ее орбита будет удалена от Солнца на сотни астрономических единиц.

«Мы думаем, что на окраинах Солнечной системы могут быть тысячи маленьких тел, подобных 2015 TG387». – Дэвид Толен, Гавайский университет.

«Мы думаем, что на окраинах Солнечной системы могут быть тысячи маленьких тел, таких как 2015 TG387, но их расстояние очень затрудняет их поиск», — сказал Толен. «В настоящее время мы можем обнаружить 2015 TG387 только тогда, когда он приблизится к Солнцу на максимальное расстояние. Для некоторых 99 процентов от его 40 000-летней орбиты, он был бы слишком тусклым, чтобы его можно было разглядеть».

Потребовалось много времени, чтобы обнаружить и подтвердить существование Гоблина. Прошло несколько лет, прежде чем они смогли подтвердить его существование, потому что у него такой длинный орбитальный период и он движется так медленно. Впервые они наблюдали его в 2015 году с помощью телескопа Subaru. Последующие наблюдения в 2016, 2017 и 2018 годах с использованием телескопа Магеллан в обсерватории Карнеги Лас Кампанас в Чили и телескопа канала Дискавери в Аризоне в конечном итоге подтвердили существование планеты. Диаметр Гоблина составляет всего 300 км, что ставит его на маленький уровень карликовой планеты.

«Их можно использовать в качестве зондов, чтобы понять, что происходит на краю нашей Солнечной системы». – Скотт Шеппард, Университет Карнеги.

Расположение перигелия Гоблина аналогично перигелию Седны, 2012 VP113 и других чрезвычайно удаленных транснептунальных объектов. Это убедительное доказательство того, что что-то толкает их на сходные орбиты. Вот тут-то и появляется Планета X.

Рисунок из исследования показывает орбиту 2015 TG387 и других удаленных объектов в Солнечной системе. Согласно документу, «2015 TG387 продолжает тенденцию кластеризации по долготе, наблюдаемую для объектов внутреннего облака Оорта и ETNO, которая может быть вызвана массивной планетой (Планета 9).) присмотр за этими объектами». Изображение: Шепард и др. al., 2018

Натан Кайб из Университета Трухильо в Перу и Университета Оклахомы провел компьютерное моделирование, чтобы определить причину ТНО. Они смоделировали различные гипотетические орбиты Планеты 9, чтобы увидеть, как они повлияют на орбиту Гоблина. Большинство симуляций показали, что орбита Гоблина была бы стабильной для возраста Солнечной системы. Они также показали, что Планета 9 будет сопровождать TG387 2015 года в космосе, сохраняя дистанцию ​​​​от Планеты 9..

Это может объяснить, почему другие чрезвычайно далекие объекты в Солнечной системе имеют схожие орбиты, но никогда не приближаются к Планете 9. Отношения между Гоблином и Планетой 9 будут аналогичны отношениям между Плутоном и гораздо большим Нептуном. Хотя их орбиты пересекаются, они никогда не сближаются.

«Что делает этот результат действительно интересным, так это то, что Планета X, по-видимому, влияет на 2015 TG387 так же, как и на все другие чрезвычайно удаленные объекты Солнечной системы. Эти симуляции не доказывают, что в нашей Солнечной системе есть еще одна массивная планета, но они являются еще одним доказательством того, что там может быть что-то большое», — заключает Трухильо.

• Пресс-релиз Carnegie Science: «Новый чрезвычайно далекий объект Солнечной системы обнаружен во время охоты за Планетой X»
• Природа: «Гоблинский мир обнаружен на краю Солнечной системы»
• Исследовательская работа: «Новый объект внутреннего облака Оорта с высоким перигелием»

Нравится:

Нравится Загрузка. ..

2012 VP113: странная новая «карликовая планета»

Художественное впечатление от далекого ледяного мира, похожего на 2012 VP113. Предоставлено: NASA/JPL-Caltech.

Астрономы Чад Трухильо и Скотт Шеппард объявили на этой неделе об открытии нового ледяного мира во внешней Солнечной системе, названного 2012 VP113. Трухильо — коллега Майка Брауна, открывшего среди прочих карликовую планету Эриду, которая больше Плутона. В соответствии с традицией давать объектам во внешней Солнечной системе прозвища до того, как они получат настоящие имена, Трухильо дал 2012 VP113 прозвище «Байден» (из-за вице-президента).

Теперь 2012 VP113 не очень большой. Считается, что его диаметр составляет около 500-600 километров, что составляет всего около четверти размера Плутона, но это еще не очень хорошо подсчитано. Исторически сложилось так, что размеры объектов во внешней части Солнечной системы поначалу обычно переоцениваются, поэтому они могут быть еще меньше. Но интересно это его орбита:

Орбиты Седны и 2012 VP113 по сравнению с поясом Койпера. Предоставлено: Скотт С. Шеппард/Научный институт Карнеги.

Орбита VP113 2012 года выделена красным. Оранжевым цветом обозначена орбита Седны, другого более крупного объекта во внешних пределах Солнечной системы. Фиолетовые кольца — это орбиты планет, а голубое кольцо — в поясе Койпера, где любят зависать большинство этих ледяных шаров. Эти вещи очень далеко.

Теперь любой астрофизик скажет вам, что с этой картинкой есть проблема: орбиты 2012 VP113 и Седны никогда не приближаются к чему-то крупному. Наш новейший ледяной шар никогда не приближается к Солнцу ближе, чем на 80 а.е., что почти в три раза дальше Нептуна. Закон всемирного тяготения гласит, что даже если объект выбрасывается в глубокий космос из-за того, что он подлетел слишком близко к планете, он в конце концов должен вернуться туда, откуда начал. И действительно, мы видим, как некоторые объекты пояса Койпера выбрасываются на длинные кометоподобные орбиты, которые уносят их далеко от Солнца под действием гравитации Нептуна, но все они возвращаются почти на орбиту Нептуна.

Кроме этих двух чудаков.

Эти два объекта никогда не приближаются ни к чему, и мы действительно понятия не имеем, как их туда поместить. И становится хуже. Мы обнаружили оба этих объекта рядом с их близкими точками к Солнцу, и объекты на эллиптических орбитах не проводят там много времени, точно так же, как кометы проводят около Солнца всего несколько месяцев своего длинного обращения по орбите. Мы не можем видеть дальше этих ближайших точек, и если есть два таких ледяных шара так близко, вероятно, их десятки или даже сотни дальше!

Так как же они туда попали? Одна из теорий состоит в том, что гравитация проходящей звезды исказила их орбиты миллиарды лет назад. Другая, более интригующая теория состоит в том, что на их орбиты влияет другая «планета», может быть, больше Земли, может быть, в 10 раз больше Земли, спрятанная где-то в больших пустых областях этой фигуры. Такой объект было бы трудно найти, но очень интересно, если бы мы его нашли — об этом позже.

С другой стороны, вы можете заметить, что я танцевал вокруг вопроса о том, как назвать 2012 VP113 или Седну, если уж на то пошло. «Предметы», «ледяные шарики», «вещи»? Вот проблема: мы на самом деле не знаем, что это такое! Они не являются «объектами пояса Койпера», потому что не входят в пояс Койпера. Астрономы придумывают всевозможные названия вроде «отдельные объекты», «внутренние объекты облака Оорта» и так далее.

А как же «карликовые планеты»? Разве не так их называют все остальные? Ну, не совсем так. Заголовки могут говорить об этом, но в более осторожных статьях будет указано, что 2012 VP113 — «возможно, карликовая планета». Это потому, что, в отличие от большинства вещей в астрономии, Международный астрономический союз (МАС) является привратником карликовых планет. Официально карликовая планета — это любой объект, достаточно большой, чтобы стать круглым под действием силы собственной гравитации, но на практике. Это, безусловно, верно для Седны, и действительно нет веских причин думать, что это не так для этого нового объекта. Но на практике объект — это всего лишь карликовая планета, когда МАС утверждает, что это так, и МАС отказывается классифицировать любые новые карликовые планеты без более точных данных, которые могут предоставить только телескопы следующего поколения, даже если то, что у нас есть, — это легко достаточно, чтобы сказать, что они должны быть круглыми с большим отрывом.