Солнечная система (Астрономия и астрофизика) - Сурдин Владимир Георгиевич - Страница 67

Рис. Гиперион размером 370×280×226 км.

Рис. Феба диаметр около 220 км.

У Сатурна много и других спутников, тоже очень интересных. Рея и Тефия внешне напоминают Луну и Меркурий. На поверхности Дионы обнаружены системы светлый лучей. Гиперион имеет неправильную форму и напоминает головку сыра. Япет давно интересовал ученых, ведь его блеск в ходе орбитального движения изменяется в 10 раз. Оказалось, что одно полушарие Япета темное, а второе светлое. Наиболее далекие спутники — Феба и другие, — скорее всего, были захвачены Сатурном из пояса астероидов.

Спутники Урана

Через несколько лет после открытия Урана (1781 г.) Вильям Гершель нашел и два крупнейших его спутника — Титанию и Оберон. В середине XIX в. стараниями Уильяма Ласселла (1799—1880) семейство известных спутников далекой планеты пополнили Ариэль и Умбриэль. А спустя еще столетие Джерард Койпер (1905—1973) открыл пятый крупный спутник — Миранду.

По поводу этих имен заметим, что здесь астрономы сильно отступили от традиции давать планетам и их спутникам грекоримские мифологические имена. Гершель нашел имена «Оберон» и «Титания» в комедии Уильяма Шекспира (1564—1616) «Сон в летнюю ночь»; в комедии Шекспира «Буря» Койпер нашел «Миранду». Имена «Ариэль» и «Умбриэль» взяты Ласселлом из пьесы английского поэта Александра Попа (1688—1744).

Даже крупнейшие спутники Урана сравнительно невелики: диаметры Титании и Оберона чуть больше 1500 км., а Умбриэль и Ариэль немногим более 1000 км. Наблюдение этих спутников доступно только тем любителям астрономии, которые имеют мощные телескопы диаметром не менее 20 см. Большая удаленность от Солнца затрудняет получение надежных сведений о системе Урана. Еще 20 лет назад астрономы знали только параметры орбит крупных спутников Урана и гадали об их размерах, химическом составе и отражающей способности поверхности.

Пролет «Вояджера-2» вблизи Урана в 1986 г. впервые позволил рассмотреть эту «лежащую на боку» планету-гигант и точно так же «лежащее на боку» семейство ее колец и спутников. На снимках, переданных «Вояджером», были открыты десять небольших спутников Урана, крупнейший из которых — Пак — имеет диаметр 170 км., а остальные похожи на заурядные астероиды поперечником 50—80 км. Впрочем, крупные спутники точнее было бы сравнить с ядрами комет, поскольку их средняя плотность около 1,5 г/см3. По-видимому, они состоят из водяного льда с примесью силикатов.

Фотографии спутников Урана произвели сильное впечатление не только на специалистов. На поверхности маленькой Миранды обнаружились необычные структуры размером в сотни километров, напоминающие своей формой стадион, а точнее — ипподром. Отсутствие древних кратеров на значительной части поверхности указывает на геологическую активность Миранды Это удивительно, ведь она значительно меньше Луны, поверхность которой усеяна древними кратерами. Специалисты объясняют активность Миранды приливным влиянием Урана.

Рис. Миранда.

Рис. Ариэль.

На Ариэле обнаружилась причудливая система рифтовых долин — разломов ледяной коры, ветвящихся на сотни километров в длину и достигающих 10 км. в глубину. В долинах видны следы движения ледников; на поверхности мало метеоритных кратеров, но хорошо заметны светлые отложения — следы «ледяного вулканизма». Одним словом, Ариэль демонстрирует многочисленные признаки недавней (в геологическом масштабе времени) активности недр. А вот поверхность Умбриэля оказалась необычайно темна и не имеет никаких следов геологической активности! Титания покрыта системой пересекающихся извилистых долин, похожих на русла марсианских «высохших рек». На Обероне обнаружены светлые лучи вокруг ударных кратеров.

Планетологи не ожидали, что визит «Вояджера-2» к Урану откроет перед ними столь разнообразный мир малых тел. Теперь они понимают, что геологической активности спутников, помимо приливного влияния Урана, благоприятствует состав их недр: текучесть льдов, образовавшихся из воды и других летучих веществ, значительно выше текучести силикатных минералов. Если бы спутники Урана состояли из каменных пород, то мы бы не увидели на их поверхности таких необычных деталей.

Спутники Нептуна

Крупнейший спутник Нептуна — Тритон был открыт У. Ласселлом 10 октября 1846 г., спустя полмесяца после предсказанного небесными механиками обнаружения самой планеты. Это открытие сразу же признали чрезвычайно важным. Дело в том, что зная блеск Тритона (13,5m) и его расстояние от Земли и от Солнца, можно оценить диаметр спутника, который оказывается близким к диаметрам Луны, Титана и галилеевых спутников Юпитера. После обнаружения Гюйгенсом Титана почти два века не открывали таких крупных спутников. И хотя космические зонды уже в XX в. доказали, что Тритон наименьший в ряду крупных луноподобных спутников, он все же оправдал надежды астрономов, и показал себя интересной планеткой с разнообразной природой.

Рис. Тритон.

Наблюдения с Земли позволили определить параметры орбиты Тритона, и выяснилось необычное обстоятельство: он единственный из крупных спутников обращается вокруг планеты в обратном направлении. Этот факт породил немало гипотез о происхождении как самого Тритона, так и похожей на него планеты Плутон, орбита которой заходит внутрь орбиты Нептуна. В 1977 г. спектральный анализ отраженного Тритоном света показал, что у спутника есть разреженная атмосфера, содержащая метан, а на поверхности, возможно, лежит метановый иней. Но все же изучение этого далекого мирка продвигалось медленно. Например, еще в 1970-е гг. некоторые исследователи оценивали радиус Тритона в 3000 км., т.е. преувеличивали его более чем вдвое.

Усилия наблюдателей были направлены на поиск новых спутников Нептуна. Но удача больше не улыбнулась ни Ласселлу, ни Уильяму Кристи (1845—1922), ни Джону Шеберле (1853—1924). И только Койпер в 1949 г. на фотопластинках, снятых на обсерватории Мак-Дональд (США), заметил слабую звездочку 19,5m, следующую по небосклону вслед за Нептуном. Новый спутник назвали Нереидой. Трудно найти более несхожую пару: Тритон обращается по круговой орбите, а Нереида то приближается к планете на 1,4 млн. км., то удаляется почти на 10 млн. км. Вытянутые орбиты характерны для небольших спутников планет-гигантов, скорее всего, захваченных ими из пояса астероидов. Но диаметр Нереиды (340 км.) слишком велик для рядового астероида. Впрочем, не исключено, что за орбитой Нептуна — в Поясе Койпера — немало таких тел.

Новую страницу в изучении семейства Нептуна открыл «Вояджер-2», обнаруживший шесть новых спутников: Наяда, Таласса, Деспина, Галатея, Ларисса и Протей. Лишь последний превышает размером Нереиду; остальные спутники — это малыши поперечником 50—200 км. Несмотря на радость обнаружения новых объектов, наибольший интерес у планетологов вызвали изображения старого знакомца — Тритона. Оказалось, что температура его поверхности всего 38 К, но при этом существует тончайшая азотная атмосфера, в десятки тысяч раз уступающая по плотности земной. На розоватой поверхности Тритона обнаружились любопытные геологические детали, включая крупные разломы, полярную шапку и даже мощные метаново-азотные гейзеры. В разреженной атмосфере Тритона были замечены облака, а еще выше обнаружена ионосфера и слабые полярные сияния. Ну чем не планета! Жаль, что Нептун находится так далеко, и до него не скоро доберутся новые космические аппараты.