Определение молекулярного веса звезд

По степени ослабления блеска звезды можно определить средний молекулярный вес воздушной оболочки вокруг планеты.

Подобным путем было найдено, что средний молекулярный вес атмосферы Юпитера составляет 3,3, в то время как средний молекулярный вес земной атмосферы равняется около 30.

Отсюда ясно, что атмосфера Юпитера состоит, в основном, из молекулярного водорода и гелия, а остальные газы составляют лишь ничтожные примеси. В числе других химических элементов на Юпитере имеются азот, углерод и кислород, который при низкой температуре дает твердые соединения с водородом (Н2О), выпадающие в более глубокие слои атмосферы. Подобный химический состав Юпитера еще ничего не говорит о возможных внутренних источниках его энергии. Поскольку масса его, очень значительная по сравнению с земной, все же в 1047 раз меньше солнечной, очевидно, не может быть речи о выделении энергии в результате каких-либо термоядерных реакций. Вместе с тем при ничтожном содержании тяжелых элементов можно полагать, что роль обычных радиоактивных элементов также должна быть сравнительно незначительной. Поэтому пока еще трудно представить себе причины постоянно наблюдаемых изменений, в особенности в области экваториальной зоны.

Некоторые наблюдатели предполагают, что на этой планете непрерывно происходят какие-то вулканические извержения, во всяком случае выброс нагретых облаков различных частиц, которые кристаллизуются в верхних слоях планетной атмосферы. Недавние радиометрические измерения неожиданно подтвердили эту точку зрения. В 1955 г. было открыто радиоизлучение Юпитера, наиболее интенсивное в радиоволнах большей длины.

На коротких волнах, порядка одного — трех сантиметров, температура радиоизлучения мало отличается от обычной температуры, определяемой по тепловому излучению этой планеты, и имеет достаточно постоянное значение. Однако на длине волны в 10 см температура радиоизлучения составляет около 370° С, на длине волны в 21 см — 2760° С, а на длине волны в 68 см достигает уже 50 000° С, причем характер радиоизлучения говорит против его чисто тепловой природы.

Оказалось далее, что радиоисточники имеют достаточно постоянное положение по отношению к планете, так что можно было даже определить период их вращения вокруг оси планеты.

Этот период оказался равным 9 час. 55 мин. 28,8 сек., что довольно близко соответствует периоду вращения умеренных зон Юпитера (9 час. 55 мин.).

Радиоизлучение Юпитера часто происходит циклами по 3—4 дня, и их активность не связана явным образом с солнечной деятельностью. Получается, что как будто все источники радиоизлучения на Юпитере действуют одновременно или не действуют совсем, что как будто они возбуждаются какой-то общей причиной. Наконец, интересно отметить, что радиоизлучение на длинных волнах обнаруживается также и вне самого диска планеты, хотя в значительно ослабленном виде. Все это заставляет предполагать существование вокруг планеты зон радиации, аналогичных зонам Ван Аллена, недавно открытым вокруг Земли. Все эти факты открыты лишь в самые последние годы, и сейчас еще трудно указать причину, порождающую описанные явления.

Вообще Юпитер, как и другие планеты-гиганты, представляет все еще совершенно загадочное тело. Наше Солнце при своих достаточно определенных термоядерных реакциях, служащих источником поддержания его теплоты и вместе с тем определяющих его внутреннее строение, несравненно более понятно по своей природе.

Равным образом, наша Земля, несмотря на спорный характер своего происхождения и дальнейшей эволюции, также не представляет никаких принципиально неразрешимых загадок. Основным источником внутренней энергии являются на Земле тяжелые радиоактивные элементы, сосредоточенные преимущественно в ее поверхностном слое. Юпитер по своей массе занимает промежуточное положение между Солнцем и Землей, и источники его внутренней энергии представляют в настоящее время еще загадку.

Система спутников Юпитера отличается интересными особенностями. Вокруг Юпитера обращается 12 спутников. Первые четыре, отличающиеся крупными размерами и почти доступные невооруженному глазу, были открыты еще Галилеем в 1610 г. Пятый спутник Юпитера, самый близкий к планете и очень слабый, открыт Барнардом только в 1894 г. Последний, 12й спутник был открыт в 1951 г. Никольсоном фотографическим путем на 100 дюймовом телескопе Маунт Вильсоновской обсерватории (США). Этот спутник движется по очень вытянутой орбите, как, впрочем, и все остальные спутники, начиная с шестого.

Четыре больших спутника Юпитера, часто называемых Галлиевыми, составляют особую группу: это действительно большие тела, с радиусами от 1440 до 2470 км, обращающиеся вокруг планеты по почти круговым орбитам, в точности расположенным в плоскости экватора планеты. Они органически связаны с самой планетой и должны были произойти вместе с ней. Все остальные спутники имеют размеры сравнительно небольших астероидов, в пределах от 10 до 30 км, и движутся по очень вытянутым орбитам, заметно наклоненным к плоскости орбиты планеты.

Из этих спутников, если не говорить про пятый, который обращается в непосредственной близости к планете в плоскости ее экватора, три (шестой, седьмой и десятый) обращаются фактически на одинаковом расстоянии от планеты в прямом направлении (с запада на восток) по сходным орбитам, как будто бы они составляли части одного и того же тела, а остальные четыре (восьмой, девятый, одиннадцатый и двенадцатый) обращаются с востока на запад, и их орбиты также сходны между собой. В этом состоят особенности системы спутников Юпитера.

Следующая за Юпитером гигантская планета Сатурн имеет нормальную систему спутников, в которой все спутники, за исключением только самого удаленного — Фебы, движутся почти в точности в плоскости экватора планеты, в прямом направлении (с запада на восток), по орбитам, имеющим различные радиусы: от 185 600 км (первый спутник, Мимос) до 12 961 000 км (девятый спутник, Феба). Самый крупный из спутников, шестой по, счету, — Титан имеет радиус в 2500 км, а самый маленький — Феба — всего лишь около 170 км. Этот последний спутник Сатурна движется в обратном направлении по орбите, значительно наклоненной к плоскости экватора планеты, и, по всей вероятности, был каким-то образом захвачен Сатурном. То же самое можно думать и относительно значительного числа маленьких спутников Юпитера, охарактеризованных выше.

Кроме того, с гигантской планетой Юпитером непосредственно связаны еще астероиды-троянцы. Четырнадцать астероидов движется по орбите Юпитера почти с тем же периодом, но на угловом расстоянии от планеты в среднем в 60°. Девять из них движутся впереди Юпитера, остальные пять — позади него. Фактически каждый из троянцев периодически то приближается к Юпитеру, то снова удаляется от него, описывая широкие петли, несколько несимметричные относительно точки, расположенной в 60° от планеты.

В настоящее время трудно сказать, являются ли троянцы обычными астероидами или потерянными спутниками Юпитера, а также выяснить их отношение к спутникам планеты, обращающимся в обратном направлении. Во всяком случае, особенности системы спутников, указанные выше, имеют первостепенное значение для суждения о прошлой истории и эволюции планет гигантов, преимущественно Юпитера.

О прошлом Юпитера ничего не известно. Если будет доказано, что астероиды троянцы были раньше спутниками Юпитера, то это будет служить указанием на значительно большую массу этой планеты в прошлом, чем в настоящее время.

Аналогичное указание можно видеть в возможном происхождении кольца Сатурна, состоящего из огромного множества крупных и мелких твердых частиц, обращающихся вокруг планеты в плоскости ее экватора. Толщина этого кольца составляет всего лишь около 15 км, и в те годы, когда кольцо повернуто к Земле ребром, оно делается совершенно невидимым, но при косом освещении солнечными лучами отбрасывает заметную тень на диск планеты.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Прокрутить наверх