Планеты - Вселенная - От плоской Земли до квазаров

Вселенная

От плоской Земли до квазаров
Главная


Земля


Солнечная система


Звезды


Галактика


Размеры Галактики


Другие галактики


Возраст Земли


Энергия Солнца


Типы звезд


Эволюция звезд


Взрывы звезд


Эволюция галактик


Удаляющиеся галактики


Наблюдаемая Вселенная


Начало Вселенной


Бомбардировка частицами


Фотоны большой энергии


Радиоастрономия


Окраины Вселенной



Планеты

Как это ни удивительно, Солнце—не единственный источник микрорадиоволн в солнечной системе. Планеты светят только отраженным светом, и тем не менее некоторые из них излучают собственные микрорадиоволны, достаточно интенсивные для того, чтобы их можно было уловить на Земле.
Например, в 1965 г. было установлено, что источником всплесков определенных микрорадиоволн, которые в течение пяти лет сбивали исследователей с толка, является Юпитер. Некоторая часть микрорадиоволнового излучения Юпитера имеет тепловое происхождение, т. е. объясняется просто тем, что поверхность Юпитера имеет определенною температуру и потому излучает энергию в широкой полосе электромагнитного спектра, включающей также и микрорадиоволновый диапазон. Однако на некоторых длинах волн радиоизлучение было гораздо интенсивнее, чем можно было бы объяснить при данной температуре. (Нельзя же было ожидать, что у Юпитера обнаружится такая же горячая корона, как у Солнца). Для объяснения нетепловой части излучения в конце концов было выдвинуто предположение, что Юпитер обладает намного более мощным магнитным полем, чем Земля, о чем я расскажу в следующем разделе.
Столь же интересным оказалось микрорадиоволновое излучение Венеры. Впервые оно было обнаружено в 1956 г., и астрономы сразу же столкнулись со странным несоответствием. По данным измерения инфракрасного излучения температура Венеры составляла около — 43°С Однако микрорадиоволновое излучение свидетельствовало о температуре на несколько сот градусов выше, в частности выше температуры кипения воды.
Но действительно ли это — несоответствие? Инфракрасное излучение Венеры должно возникать в верхних слоях ее атмосферы. Если бы оно зарождалось на твердой поверхности планеты или хотя бы вблизи нее, оно поглощалось бы атмосферой. Однако атмосфера Венеры, как и атмосфера Земли, прозрачна для микрорадиоволн.
Даже постоянный непроницаемый облачный покров Венеры, скрывающий ее подлинную поверхность от человеческого взгляда, прозрачен для них. Поэтому вполне вероятно, что инфракрасное излучение сообщает нам о низкой температуре, естественной для верхних слоев атмосферы, а микрорадиоволны говорят о температуре твердой поверхности планеты.

И все же температура намного выше точки кипения воды для Венеры несколько удивительна. Может быть, ее микрорадиоволновое излучение не все имеет тепловую природу, а хотя бы частично порождается магнитным полем, как у Юпитера? Вряд ли. Подавляющее большинство астрономов считает, что Венера вращается вокруг своей оси очень медленно. А так как они склонны думать, что магнитное поле возникает у планеты, лишь когда ее вращение достаточно быстро для того, чтобы вызвать возмущения в расплавленном ядре, то наличие заметного магнитного поля у медленно вращающейся Венеры маловероятно.
Вопрос был решен, когда посланная к Венере межпланетная автоматическая станция «Маринер-2», снабженная необходимыми приборами, прошла в декабре 1962 г. в 34 500 км от планеты. Заметного магнитного поля у нее обнаружено не было. Если оно и существует, то его напряженность более чем в 100 раз уступает напряженности магнитного поля Земли. Данные, полученные с помощью «Маринера-2», показали также, что радиоизлучение приходит к нам не от ионосферы Венеры, а от ее поверхности. Следовательно, микрорадиоволновое излучение должно быть по своей природе тепловым, а поверхность Венеры — горячей. Интенсивность этого излучения, измеренная «Маринером-2», показывает, что температура поверхности Венеры примерно 400°С.
Сведения о солнечной системе можно также получать и с помощью отраженных микрорадиоволн. Впервые это было сделано в 1945 г., когда импульсы радиолокатора отразились от метеорного дождя. Такой способ позволил обнаруживать и изучать метеорные дожди даже днем, когда они невидимы для глаза. Для получения отраженных сигналов от более отдаленных объектов понадобилось только улучшить технику, чтобы посылать очень сильные импульсы и улавливать и усиливать очень слабые отраженные сигналы среди окружающего излучения того же характера (шумов).
В качестве экрана для отражения радиолокационного луча можно было бы использовать, например, Луну — впервые это было осуществлено в 1946 г. В 1958 г. был получен сигнал, отраженный от Венеры, в 1959 г. — от Солнца, а позже и от других членов солнечной системы— Меркурия, Марса и, возможно, даже Юпитера.
Промежуток между посылкой импульса и возвращением отраженного сигнала дает возможность определять расстояния до планет, и отраженный от Венеры луч позволил с невиданной ранее точностью определить масштабы солнечной системы Это был значительный шаг вперед по сравнению с определениями параллакса астероида Эрос в 30-х годах.

Рис. Отражение микрорадиоволн


Более того, отраженные микрорадиоволны могут служить источником сведений о характере отражающей поверхности. Если бы отражающее тело было правильным гладким шаром, отраженный сигнал приходит бы к нам только от участка, обращенного прямо к Земле Однако если это неровная поверхность, то отраженный каким-либо склоном сигнал может прийти к нам из такого места, откуда он не вернулся бы, будь поверхность совершенно ровной. Но из-за кривизны поверхности Луны этот склон окажется чуть-чуть дальше от Земли и отраженный сигнал будет чуть-чуть смазанным и более длительным, чем первоначальный импульс. Кроме того, если исследуемый объект вращается, радиоэхо будет определенным образом искажаться из-за эффекта Допплера.
Естественно, многое из того, что сообщает нам радиолокатор о лунной поверхности, может быть проверено, поскольку мы видим солнечный свет, отражающийся от той же поверхности. Но совсем иное дело Венера, чья поверхность невидима для нас, но достижима для микрорадиоволн, свободно проходящих сквозь облака. И в 1965 г. отраженные микрорадиоволны как будто показали, что на поверхности Венеры имеются по крайней мере два огромных горных хребта, один из которых тянется с севера на юг, а другой — с востока на запад.
Еще более интересным был вопрос о вращении Венеры. Поскольку на этой планете нельзя различить ничего, кроме однообразного облачного покрова, было невозможно точно определить ее период вращения. Еще в 1962 г. о вращении далекого Плутона было известно куда больше, чем о вращении этой ближайшей к нам планеты. Высказывалось много догадок и на основе недостаточных данных делалось много оценок наиболее распространенным было предположение, что период вращения Венеры равен периоду ее обращения вокруг Солнца, т.е. 225 дням.
В этом случае планета была бы постоянно обращена к Солнцу только одной стороной (как Луна обращена одной стороной к Земле) и следовало ожидать, что дневная сторона Венеры чрезвычайно горяча, а ночная— чрезвычайно холодна. Можно было бы заподозрить, что на ней постоянно дуют сильнейшие ветры, переносящие теплоту с одной стороны на другую. А может быть, период Венеры и не точно равен периоду ее обращения вокруг Солнца, так что у нее вовсе нет дневной и ночной стороны, а так же, как на Земле, каждая точка поверхности оказывается поочередно то на солнечной, то на теневой стороне.
Последнее предположение подтверждается характером отражения микрорадиоволн. К некоторому удивлению астрономов, в 1962 г. было обнаружено, что Венера делает один оборот вокруг своей оси за 247 суток, причем в обратном направлении, другими словами, если смотреть на нее со стороны северного полюса, она будет вращаться по часовой стрелке, а не против нее, как вращается Земля и почти все остальные планеты. Таким образом, Венера вертится с востока на запад, а не с запада на восток, как Земля. Такое соединение вращения Венеры с ее движением вокруг Солнца должно привести к тому, что наблюдатель в любой точке ее поверхности видел бы (если бы не было облаков), как Солнце встает на западе и заходит на востоке примерно два раза в венерианский год.
Сейчас астрономы могут только задавать себе вопросы, почему Венера вращается в обратном направлении и почему она так горяча. Но лучше вопросы без ответов, чем полное отсутствие вопросов.
К тому же благодаря новой методике радиолокационных исследований пришлось изменить наши представления о периоде вращения не только одной Венеры. В 1965 г. изучение отраженных микрорадиоволн показало, что период вращения Меркурия не совпадает с его 88-дневным периодом обращения вокруг Солнца. Это было тем более удивительно, что в отличие от Венеры Меркурий не имеет облачною покрова и его поверхность можно непосредственно наблюдать (хотя и с трудом — из-за близости Солнца), так что его период вращения можно было установить непосредственно по смещению пятен и линий на его поверхности. Еще в 80-х годах прошлого века итальянский астроном Джованни Вирджинио Скиапарелли (1835—1910) изучил эти пятна и линии и объявил, что период вращения Меркурия совпадает с периодом его обращения вокруг Солнца. И в течение 80 лет все так и считали.
Однако, когда были получены данные об отражении микрорадиоволн, поверхность Меркурия была вновь изучена с особенной тщательностью, и оказалось, что Скиапарелли ошибся. Впрочем, ошибка эта была вполне извинительной. Период вращения Меркурия равен 58,5 суток, т.е. примерно двум третям его года. Та часть его поверхности, которая обращена к Солнцу, когда Меркурий находится в перигелии, опять оказывается против Солнца при его третьем возвращении в перигелий, затем при шестом, при девятом и т. д. Человек, наблюдающий его через сроки, кратные трем его возвращениям в перигелий, увидел бы те же самые пятна и линии на том же самом месте, и было бы вполне логично предположить, что Меркурий заканчивает один оборот вокруг своей оси как раз за период своего обращения вокруг Солнца, как это и случилось на самом деле

 
< Пред.   След. >