Солнечная система - Владимир Сурдин

Кольца Урана

Солнечное освещение вблизи Урана в 370 раз слабее, чем вблизи Земли. Особенно это ощущалось при поиске и телевизионной съемке таких темных объектов, как кольца Урана. Их открыли в 1977 г. с самолетной астрономической обсерватории «Койпер» (NASA) при наблюдении покрытия Ураном звезды. У планеты оказалось 9 чрезвычайно узких, сравнительно плотных колец и ряд диффузных образований той же природы. Кольца находятся близко к планете, в пределах 25,5 тыс. км. над облачным слоем. Они оказались непохожими на кольца Сатурна: узкими с очень широкими интервалами между ними. Общей массы материала в кольцах хватило бы лишь на самый маленький спутник, диаметром 15 км. (у колец Сатурна объем материала в 1000 раз больше). Кольца Урана очень темные. Даже вблизи их можно видеть только при благоприятных условиях. Вся группа занимает интервал высот всего в 9,3 тыс. км. Самое широкое — внешнее асимметричное кольцо ε шириной 32 км., со средним радиусом 51150 км., самое узкое — третье снаружи кольцо γ шириной 600 м. Порядок колец следующий: ε, δ, γ, η, β, α, 4, 5, 6. В отличие от колец Сатурна и особенно Юпитера, кольца Урана почти не содержат пылевых частиц. Это глыбовые кольца с размерами отдельных элементов в несколько метров. Куски в 10 см. встречаются редко. Темный цвет их поверхности, по-видимому, определяется их положением в поясах заряженных частиц и постоянной бомбардировкой последними.

Частицы планетных колец, даже обращающиеся на одинаковом среднем расстоянии от центра, приобретают из-за возмущений небольшую относительную скорость и сталкиваются иногда между собой, что рано или поздно приводит к их разрушению.

Косвенно это подтверждает слабое, вероятно, остаточное кольцо Юпитера. Набравшись смелости, можно предположить, что есть даже историческое свидетельство разрушения колец. В своем дневнике наблюдений 16 марта 1789 г., спустя ровно 8 лет после открытия Урана, Гершель изобразил Уран с кольцами и приписал: «Кольцо короткое, не такое, как у Сатурна». Астрономы считают эту запись ошибкой: увидеть кольцо в его нынешнем виде Гершель не мог. Но вот что удивляет: кольцо у него показано в том ракурсе и на том месте, где оно действительно находилось в 1789 г. Не значит ли это, что кольцо обветшало всего за 200 лет?

Характеристики Нептуна

Большая полуось орбиты 30,110 а.е.=4504 млн. км. Сидерический период обращения («год») 164,8 лет.=60 182 сут. Синодический период (средний) 1,01 лет= 367 сут. Сидерический период вращения («звездные сутки») 0,6712 сут.=16ч. 07мин. Наклонение орбиты к эклиптике 1,8°. Эксцентриситет орбиты 0,009. Средняя орбитальная скорость 5,4 км/с. Наклон экватора к орбите 29,6°. Масса 1,024×1026 г.=17,15 М⊕. Средняя плотность 1,64 г/см3. Экваториальный радиус Re (ур. 1 бар) 24764 км.=3,89 R⊕. Полярный радиус Rp (ур. 1 бар) 24341 км.=3,82 R⊕. Сжатие, (Re—Rp)/Re 1/58,5. Ускорение силы притяжения на экваторе 11,15 м/с2 (ур. 1 бар). Ускорение свободного падения на экваторе 11,00 м/с2 (ур. 1 бар). Скорость ускользания (2-я космическая) 23,5 км/с. Безразмерный момент инерции 0,26. Сферическое альбедо (по Бонду) 0,29. Геометрическое альбедо (визуальное) 0,41. Визуальная звездная величина 7,8—8,0m. Поток солнечного излучения 1,51 Вт/м2. Полное поглощаемое излучение 5,4×108 МВт. Эффективная температура 47 К. Состав атмосферы (в долях объема) Н2(80%), Не(19%). Магнитный момент диполя 0,142 Гс Re3. Наклон оси дипольного компонента к оси вращения 47°. Количество спутников 13.

Широко известна история открытия Нептуна в 1846 г.: следуя вычислениям Урбена Леверье (1811—1877), его обнаружили Иоганн Готфрид Галле (1812—1910) и Генрих Луи Д’Арре (1822—1875). Но есть свидетельства, что его видели и раньше. За 234 года до фактического открытия Нептуна его заметил Галилей, наблюдая спутники Юпитера и фиксируя их положение относительно звезд. 28 декабря 1612 г. Галилей отметил рядом с Юпитером две звезды. Спустя месяц, 28 января 1613 г., он вновь сравнил их положение и записал в дневнике: «за неподвижной звездой следует другая, по той же прямой линии… которая наблюдалась вчера ночью, но тогда они отстояли дальше друг от друга». Только через 366 лет, когда современные исследователи заинтересовались, что же видел Галилей, выяснилось, что одной из «звезд» был Нептун.

Другая историческая запись относится к 1670 г., когда Джон Флемстид (1646—1719) нанес Нептун на карту, приняв его за звезду.

В августе 1989 г. аппарат США «Вояджер-2» вышел к Нептуну и провел большую программу наблюдений. Его сближение с планетой превратилось в торжество исследований космоса. По существу, миссия «Вояджера» привела к полному обновлению сведений обо всем семействе планет-гигантов. За время полета аппарат передал в целом 115 тыс. телевизионных снимков, в том числе 9 тыс. — в сближении с Нептуном.

Планета-океан?

Один из лучших снимков Нептуна, сделанных «Вояджером», приведен на рис. Планета имеет характерную аквамариновую окраску, еще более глубокого тона, чем у Урана. Это объясняется присутствием сильных метановых полос поглощения в красной части спектра. Метан в атмосфере Нептуна (как и у других планет-гигантов) составляет лишь малую примесь, около 1%. Атмосфера состоит главным образом из водорода и гелия, причем гелия больше, чем в атмосфере Урана: его доля около 15% или даже чуть больше (но заведомо меньше 25%). Почти все остальное — водород. Высота атмосферы может достигать 3—5 тыс. км., а давление на ее дне 200 кбар. Для перехода водорода в жидкомолекулярное состояние, как у Юпитера, этого недостаточно.