Солнечная система - Владимир Сурдин

Точная регистрация моментов покрытия в разных обсерваториях позволила оконтурить тень Харона и определить диаметр спутника: 1207±2 км. Средняя плотность Харона оказалась равной 1,71±0,08 г/см3. Такая плотность указывает, что мы имеем дело с каменно-ледяным телом в пропорции примерно 1:1. Любопытно, что плотность Харона теперь известна точнее плотности Плутона, которая оценивается в 2 г/см3.

Атмосферу Харона в момент покрытия заметить не удалось. Если даже она есть, ее давление у поверхности спутника меньше одной десятимиллионной давления земной атмосферы, т.е. менее 0,1 микробара. Это не удивительно: при царящей на поверхности Харона температуре в —220°С тяжелые газы (Н2О, СО2,…) замерзают, а легкие (водород, гелий) не удерживаются слабой гравитацией и рассеиваются в космосе. В отличие от Харона, у Плутона атмосфера замечена, хотя и не очень «знатная»: ее давление у поверхности составляет 10—15 микробар, что минимум в 100 раз выше, чем у Харона. Сравнивая Плутон с Хароном, мы весьма точно ощущаем грань между телами с атмосферой, хотя бы и предельно разреженной, такими как Плутон, и абсолютно безвоздушными телами, такими как Харон.

Вот, пожалуй и все, что сейчас известно о далеком Хароне — гигантском спутнике карликовой планеты.

Но сюрпризы от Плутона продолжаются. В мае 2005 г. на серии снимков, полученных космическим телескопом «Хаббл», вблизи Плутона были замечены два новых тела. Ими оказались небольшие спутники диаметром около 100 км. каждый, обращающиеся приблизительно втрое дальше Харона. Через год им дали имена — Гидра (Hydra) и Никта (Nix). Оба имени вполне подходят мрачной компании Плутона. В греческой мифологии Никта (иногда — Никс) — это богиня ночи, антипод богине дня, одно из движущих начал мироздания. Обитает Никта в бездне тартара, там же, где Аид и его одноименное царство мертвых. А Гидра — это, очевидно, та самая девятиглавая змея, которую убил Геракл. Кроме мифических имен об этих спутниках мало что известно. Но ждать осталось недолго: 19 января 2006 г. к Плутону стартовал зонд «New Horizons» (NASA), который пролетит мимо Плутона и его спутников в июле 2015 г.

Рис. Плутон с семейством своих спутников.

Среди прочих планет-карликов, а всего их пока три, Церера вообще не имеет спутников, а у Эриды пока найден лишь один спутник — Дисномия (Dysnomia, Eris I). Его окрыли 10 сентября 2005 г. с телескопом «Кек» при использовании системы адаптивной оптики с искусственной (лазерной) звездой. Максимальное расстояние Дисномии от Эриды 0,7", а блеск 23m. Дисномия обращается по орбите радиусом 37,4 тыс. км. с периодом 15,77 сут. По фотометрическим данным ее диаметр около 150 км. Наблюдение за движением спутника показало, что масса системы Эриды на треть больше, чем системы Плутона.

Кольца планет

В определенном смысле спутниками планет являются также их кольца. Долгое время считалось, что кольца Сатурна — это уникальное явление в Солнечной системе. Однако в 1970-е и 80-е гг. были открыты разреженные кольца Юпитера, Урана и Нептуна. Для сравнения: полная масса колец Урана равна массе маленького спутника диаметром 15 км., тогда как масса колец Сатурна в 1000 раз больше, и для их «изготовления» пришлось бы разрушить спутник диаметром 150 км. А кольца Нептуна вообще не замкнуты и напоминают по своему внешнему виду арки.

Каждая новая экспедиция к планетам-гигантам приносит неожиданные данные об их кольцах. Теперь ясно, что система спутников, как и система колец — неотъемлемый признак планеты-гиганта. Но пока не ясно, связано ли между собой происхождение спутников и колец. И почему кольца Сатурна значительно ярче, чем кольца остальных планет-гигантов? Один французский астроном сказал, что кольца планет подобны духам: малое количество вещества создает сильные эмоции… Действительно, физика планетных колец относится к наиболее интересным областям современной планетологии.

Заключение

Мы познакомились со спутниками планет. Сделаем некоторые выводы о свойствах этих небесных тел. Очевидно, что внешний вид спутника, его внутреннее строение и история зависят от его массы, размера и расстояний как от Солнца, так и от своей планеты. Если поперечник спутника не превышает нескольких сотен километров, то обычно он имеет неправильную форму. История таких небольших тел целиком определяется метеоритной бомбардировкой их поверхности. По мере увеличения размеров спутников возрастает роль внутренних процессов в формировании их облика. Спутники размером с Луну обладают ярко выраженной индивидуальностью: сравните, например, Ио, Луну и Европу. Чем больше размер спутника, тем сложнее, как правило, его внутреннее строение.

По мере увеличения расстояния от Солнца температура поверхности спутников становится меньше; это отражается на химическом составе грунта. Например, на Луне днем температура достигает +130°С, поэтому в лунном грунте летучие соединения почти отсутствуют. А на спутниках Юпитера и Сатурна водяной лед и оксид серы испаряются довольно медленно, поэтому там они лежат на поверхности. На окраине Солнечной системы, на спутниках Нептуна и Плутона, стабилен не только водяной лед, но и льды из метана и молекулярного азота.

Спутники планет недостаточно массивны для того, чтобы удерживать мощную атмосферу, как у Земли или Венеры. Но чем дальше от Солнца, тем меньше тепловая скорость молекул газа и тем легче небольшому небесному телу сохранить свою атмосферу. Поэтому на близкой к Солнцу Луне практически нет атмосферы, а спутник далекого Сатурна Титан обладает мощной атмосферой, по плотности сравнимой с земной. Кроме того, разреженная газовая оболочка обнаружена у галилеевых спутников Юпитера и у Тритона.

В исследовании планет и их спутников в последние десятилетия основную роль играли космические зонды. Создание телескопов нового поколения отчасти возвращает утерянный приоритет наземной астрономии. Совместное использование астрономической и космической техники сулит еще много замечательных открытий в Солнечной системе. Сейчас разрабатываются космические аппараты для мягкой посадки на поверхности Европы и Фобоса, а Сатурн и его спутники продолжает исследовать зонд «Кассини» с приборами для изучения Титана. Интересы планетологии сейчас направлены на спутники планет не меньше, чем на сами планеты. Вспомним кстати, что спутники есть не только у крупных планет, но и у астероидов и, возможно, даже у ядер комет. В целом, спутники сейчас кажутся весьма притягательным объектом исследования, а возможно, и будущей колонизации.

Литература

Бурба Г.В. Номенклатура деталей рельефа галилеевых спутников Юпитера. М.: Наука, 1984.

Ксанфомалити Л.B. Спутники внешних планет и Плутон. М.: Знание, 1987.

Марков Ю. Курс на Марс. М.: Машиностроение, 1989.

Силкин Б.И. В мире множества лун. М.: Наука, 1982.