Большое космическое путешествие - Дж. Ричард Готт

Что же насчет Плутона? Получалось, что Плутон – самая маленькая известная планета. В Солнечной системе существует семь спутников, которые крупнее него, в том числе наша Луна. Плутон – единственная планета, чья орбита пересекает орбиту другой планеты, настолько это вытянутый эллипс. Плутон состоит в основном изо льда – на 55 % по объему. Для ледяных глыб в Солнечной системе уже есть названия. Их можно было бы назвать «ледяные шары», но гораздо раньше (когда еще не было известно, что они ледяные) за ними закрепилось другое название: кометы. В древности люди любили подбирать поэтические названия для небесных тел. Кометы считались «косматыми светилами», поскольку если у вас копна волос, то на бегу они будут развеваться подобно «хвосту». «Копна волос» по-древнегречески будет «комета». Кометы. Именно так и называются ледяные объекты в Солнечной системе. Плутон во многом схож с кометами. Но он такой один. Он не подлетал к Солнцу с огромной скоростью, а потом не улетал обратно, как положено комете. Когда ледяная комета приближается к Солнцу, ее вещество испаряется, и у нее вырастает длинный хвост. Плутон никогда не приближается к Солнцу, поэтому и хвоста у него нет. Несмотря на все странности Плутона, все мирились с его статусом и готовы были считать его планетой.

Но мы в Роуз-центре стремились, чтобы наши экспонаты как можно дольше сохраняли научную точность. Поэтому мы придавали большое значение тем тенденциям, что прослеживались в изучении планет. Плутон сильнее отличается от Меркурия, Венеры, Земли и Марса, чем все они – друг от друга. Меркурий, Венера, Земля и Марс – небольшие «твердые планеты» (рис. 9.2). Все они относятся к одному семейству.

Меркурий – ближайшая к Солнцу планета. У него большое железное ядро и изрытая кратерами поверхность, атмосферы почти нет. Венера укрыта облаками. На рис. 9.2 она изображена без облаков, мы хотели показать ее рельеф: грандиозные горные хребты и несколько кратеров. У Венеры плотная атмосфера, состоящая из углекислого газа (CO2), там царит чудовищный парниковый эффект, и на поверхности невыносимо жарко. Марс меньше Венеры и Земли, но больше Меркурия. У него есть тонкая атмосфера из углекислого газа, поддерживающая слабенький парниковый эффект. По этой причине, а также потому, что сам Марс находится достаточно далеко от Солнца, на Марсе гораздо холоднее, чем на Земле. Атмосферное давление на поверхности Марса примерно в 100 раз ниже, чем на поверхности Земли. Темные области на изображении Марса – это обнаженные базальтовые породы, не покрытые песком. Красные области (Марс и называют «красной планетой») – это песчаные пустыни. На Марсе есть огромная и длинная рифтовая долина, которая протянулась бы через всю территорию США, от океана до океана. На Марсе есть потухший вулкан Олимп высотой 27 километров. На полюсах Марса – две ледяные шапки, состоящие в основном из водяного льда и припорошенные замерзшим углекислым газом (сухим льдом). Если не считать Земли, Марс наиболее пригоден для жизни по сравнению с остальными планетами.

Рис. 9.2. Сравнительные масштабы планет земной группы («твердых» планет), а также Луны, естественного спутника Земли. Венера показана без густых облаков, так, чтобы был виден ее рельеф (данные получены с радаров, которые были установлены на космическом аппарате «Магеллан»). Снимки адаптированы по материалам статьи J. Richard Gott, Robert J. Vanderbei, Sizing Up the Universe, National Geographic, 2011

Рис. 9.3. Сравнительные масштабы газовых гигантов (для сравнения показаны Земля и Солнце). Снимки адаптированы по материалам статьи J. Richard Gott, Robert J. Vanderbei, Sizing Up the Universe, National Geographic, 2011

Какие планеты еще остались? Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Все это газовые гиганты (рис. 9.3), иное семейство планет. Опять же, они гораздо более похожи друг на друга, чем на Плутон.

Юпитер вращается по орбите, следующей после Марса. Он состоит в основном из водорода и гелия. Во внешних слоях юпитерианской атмосферы есть метановые и аммиачные облака. Полосы на Юпитере – это облачные пояса, а Большое красное пятно, хорошо заметное на картинке, – это вихрь, бушующий уже более 300 лет. Сатурн похож на Юпитер, но его окружают величественные кольца. Эти кольца состоят из частиц льда, вращающихся на орбите планеты. Уран и Нептун похожи на них, но не такие крупные. У Урана есть тонкие кольца (как и у Юпитера, но у нас на картинке они не показаны). В 1989 году космический аппарат «Вояджер-2» обнаружил, что на Нептуне также есть огромный вихрь, Большое темное пятно, скорость ветра в котором превышает 2400 километров в час. Повторные наблюдения, выполненные космическим телескопом «Хаббл» пять лет спустя, показали, что Большое темное пятно исчезло.

Планеты земной группы образовались во внутренней части Солнечной системы. Там было достаточно тепло, чтобы легкие элементы, гелий и водород, разогрелись до высоких температур и преодолели гравитацию планет. Газовые гиганты, сформировавшиеся во внешней части Солнечной системы, холоднее, поэтому они удержали свой водород и гелий и получились очень массивными. Планеты земной группы и газовые гиганты – это два разных семейства планет. Их свойства сравниваются в табл. 9.1.

Таблица 9.1. Планеты Солнечной системы

Примечание. Дана температура (в градусах Цельсия) на поверхности твердых планет (весь наблюдаемый диапазон) и в верхних слоях атмосферы газовых гигантов.

Плутон никуда не вписывается. Все эти десятилетия мы просто не обижали Плутон, сохраняя за ним место в компании планет, хотя в глубине души понимали, что ему там делать нечего. Достаточно посмотреть в книги конца 1970-х годов (когда мы наконец определились с размерами и массой Плутона) и 1980-х годов – и сразу видно, что Плутон начинают сравнивать с кометами, астероидами и прочими «отбросами» Солнечной системы. Это были первые предвестники полноценного разжалования Плутона из числа планет.

Орбита Плутона также небезупречна. Во-первых, как уже отмечалось, она пересекает орбиту Нептуна. Планеты так не летают. Никаких но. Во-вторых, его орбита существенно наклонена к плоскости, в которой лежат орбиты всех других планет. Это тоже вопиющий факт. Свойства орбиты Плутона просто неприменимы к орбитам планет. Затем, в 1992 году, на одном из блинк-компараторных снимков удалось заметить на окраине Солнечной системы еще один объект, постепенно перемещающийся со временем, – еще одно ледяное тело за орбитой Нептуна. С тех пор было открыто более тысячи таких объектов. На что похожи их орбиты? Все они расположены за орбитой Нептуна, причем по склонению и эксцентриситету многие из них напоминают орбиту Плутона (эксцентриситет – это мера, характеризующая степень отклонения формы орбиты от окружности). Эти свежеобнаруженные ледяные тела образуют абсолютно новый класс объектов в нашей Солнечной системе. Поскольку все они мелкие и льдистые, как предсказал в свое время Джерард Койпер[9], их совокупность именуется поясом Койпера. Орбита Плутона частично проходит по внутреннему краю этого пояса, как и орбиты большинства других ледяных тел. Теперь стало понятнее, откуда взялся Плутон. У него есть братишки. Дом. Плутон родом из пояса Койпера.