Солнечная система (Астрономия и астрофизика)

Annotation

Вторая книга серии «Астрономия и астрофизика» содержит обзор текущего состояния изучения планет и малых тел Солнечной системы. Обсуждаются основные результаты, полученные в наземной и космической планетной астрономии. Приведены современные данные о планетах, их спутниках, кометах, астероидах и метеоритах. Изложение материала в основном ориентировано на студентов младших курсов естественно-научных факультетов университетов и специалистов смежных областей науки. Особый интерес книга представляет для любителей астрономии.

Глава I

Глава II

Глава III

Глава IV

Глава V

Глава VI

Глава VII

Глава VIII

Глава IX

Глава X

Глава XI

Глава XII

Глава XIII

Глава XIV

Глава I

ЭПОХА ПЕРВЫХ МЕЖПЛАНЕТНЫХ ЭКСПЕДИЦИЙ

Созерцать красоту и гармонию Вселенной, хоть в какой-то степени их постигая, — одна из основных человеческих способностей, доставляющих ему наивысшее удовлетворение.

Ганс Селье, канадский биолог и врач.

Мы живем в эпоху великих открытий в Солнечной системе… Далеко не все жители Земли взволнованы этим фактом. Не станем их за это упрекать. Эпоха великих географических открытий — 500 лет назад — тоже протекала без особого общественного интереса, но, спустя столетия, ее плодами пользуются все.

Второй том из серии «Астрономия и астрофизика» посвящен Солнечной системе — природе ее планет, спутников и малых тел. Хотя эта книга написана астрономами, мы хорошо понимаем, что изучение Солнечной системы уже далеко вышло за рамки классической науки о небесных телах. От разглядывания далеких туманных пятнышек в телескопы, чем занимались астрономы прошлых эпох, ученые перешли к прямому зондированию Луны и планет, астероидов и комет. Авторами новейших открытий на иных планетах теперь являются не только астрономы, но и специалисты по космической технике, а также географы и геологи, которых уже с полным правом можно называть планетологами. И недалеко то время, когда появится новая специальность — экзопланетолог, специалист по планетным системам иных звезд.

Впрочем, на фоне этого «головокружения от успехов» важно понимать, что стремительное расширение географических границ не означает, что наша планета — Земля — уже достаточно исследована. Напротив, ее детальные исследования сейчас в самом разгаре. Фактически лишь недавно, благодаря спутникам, люди увидели всю поверхность Земли. А что лежит под ней? Что скрывается в глубинах океанов? Как выглядят материки под ледяными куполами Гренландии и Антарктиды? Что происходит глубоко в земных недрах? Как ведет себя геомагнитное поле? В чем причина глобальных перемен климата и биосферных катастроф? Наконец, как сформировалась наша уникальная планета и какая роль в этом принадлежит ее гигантскому спутнику — Луне? Многое в отношении планеты Земля для нас до сих пор — загадка. Ответы на многие вопросы могут оказаться жизненно важными для нашей цивилизации.

Приведем характеристики планеты Земля:

Большая полуось орбиты

1 а.е.=1,496×10

¹¹

м.

Сидерический период обращения

365,2564 сут.

Тропический период обращения («год»)

365,2422 сут.=3,1557×10

⁷

с.

Сидерический период вращения («звездные сутки»)

0,99727 сут. = 23 ч. 56 мин. 04 с.

Средние солнечные сутки («сутки»)

24 ч.

Эксцентриситет орбиты

0,0167.

Средняя орбитальная скорость

29,8 км/с.

Наклон экватора к орбите

23°26'.

Масса, М

5,9736×10

²⁴

кг.

Средняя плотность

5,52 г/см

³

Экваториальный радиус, R

_e

6378,160 км.

Полярный радиус, R

_p

6356,777 км.

Средний радиус, R

6371,032 км.

Сжатие, (R

_e

—R

_p

)/R

_e

1/298.

Ускорение притяжения к Земле на экваторе

9,80665 м/с

²

Ускорение свободного падения на экваторе

9,78033 м/с

²

Скорость ускользания (2-я космическая)

11,19 км/с.

Скорость вращения на экваторе

465,11 м/с

Безразмерный момент инерции (в ед. MR

²

)

0,3308

Радиус внешнего (жидкого) ядра

3480 км.

Средняя плотность внешнего ядра

10 г/см

³

Радиус внутреннего (твердого) ядра

1270 км.

Средняя плотность внутреннего ядра

13 г/см

³

Сферическое альбедо (по Бонду)

0,306.

Геометрическое альбедо (визуальное)

0,367.

Поток солнечного излучения вне атмосферы

1369 Вт/м

²

Полное поглощаемое излучение

1,2×10

¹⁷

Вт.

Поток тепла из недр

0,05 Вт/м

²

Эффективная температура

247 К =—26°С.

Средняя температура воздуха у поверхности

287 К = 14°С.

Плотность воздуха у поверхности

1,22 кг/м

³

Давление у поверхности

1,014 бар.

Масса океана

1,4×10

²¹

кг.

Масса атмосферы

5,2×10

¹⁸

кг.

Состав атмосферы (% объема)

N

₂

(78), О

₂

(21), Аr (0,9), С0

₂

(0,03).

Магнитный момент геоцентрического диполя

0,299 Г

_с

R

_е

³

(2005 г.).

Наклон оси дипольного компонента к оси вращения

10,3° (2005 г.).

Количество спутников

1 (Луна).

В области исследования планет XX век принес нам скорее спортивно-технические достижения, чем научные: большинство планет было «достигнуто», их эффектные изображения были переданы на Землю и растиражированы, что само по себе замечательно, но систематических детальных исследований не проводилось. Полученные данные в большей степени поставили новые вопросы, чем ответили на старые. Но в последнее десятилетие, фактически — уже XXI века, за планеты взялись всерьез: у Юпитера и Сатурна появились долговременные орбитальные зонды («Галилео» и «Кассини»), начались посадки на спутники планет (пока это лишь Титан, но лиха беда начало), работают аппараты у Венеры, летят к Меркурию и Плутону, а про Марс и говорить нечего — рядом с ним и на его поверхности постоянно действует целая научная армада. Из разряда политико-идеологических межпланетные полеты перешли в разряд чисто научных. О них стали меньше писать и говорить, но они начали приносить значительно больший научный урожай.