Лев Мухин - В нашей галактике
Сами Адамс и Леверье никакой вражды друг к другу не испытывали. Более того, они стали друзьями на всю жизнь.
Когда страсти несколько поулеглись, постепенно стало выясняться, что все неправильности в движении Урана нельзя объяснить лишь присутствием Нептуна. Да и сам Нептун вел себя несколько странно, как будто был связан невидимой нитью еще с кем-то. П. Лоуелл из Аризоны пошел по пути, проторенному Леверье и Адамсом. Он вычислил орбиту предполагаемой планеты X. Но открыли ее лишь в 1930 году, после пятнадцати лет тщательных поисков.
Итак, девять планет. Описанию их свойств посвящены многие десятки книг. В короткой главе о планетах мне поэтому придется остановиться лишь на наиболее интересных особенностях семьи Солнца. Конечно, такое изложение будет в известной мере субъективным. Я занимаюсь эволюцией атмосфер, и, быть может, акценты будут несколько сдвинуты именно в эту сторону. Но, во-первых, это вполне естественно, а во-вторых, поверьте, что эволюция атмосферы и климата Земли во многом определит жизнь человечества в ближайшее время.
Начнем же путешествие длиной в 39,4 астрономические единицы, а именно таково расстояние от Солнца до Плутона. Для большей наглядности заметим, что, если бы мы передвигались со скоростью света, нам пришлось бы затратить на эту экскурсию около пяти часов.
Место под Солнцем
Самая близкая к Солнцу планета — Меркурий. Именно он младший брат в семействе, которое принято называть планетами земной группы. Эта группа включает Меркурий, Венеру, Землю и Марс. Отметим, что когда ученые говорят о планетах, то некоторым свойствам Земли удобно приписывать значение, равное единице. Например, расстояние от Солнца, масса, объем.
В нашем путешествии по Солнечной системе мы будем пользоваться именно этим приемом. Итак, Меркурий находится от Солнца на расстоянии 0,39 астрономической единицы (Земля — на расстоянии одной астрономической единицы). Его объем — всего 0,05 объема Земли, а масса — 0,06 массы нашей планеты. Отсюда видно, что плотности Земли и Меркурия почти одинаковы.
Меркурий во многих отношениях замечательная планета. Начнем с того, что он в отличие от большинства планет имеет очень вытянутую, эллиптическую орбиту. Лишь Плутон движется вокруг Солнца по еще более вытянутому эллипсу. Но это еще не все. Чем ближе к Солнцу планета, тем быстрее она делает полный оборот вокруг него. Период обращения Меркурия вокруг Солнца составляет всего 0,24 земного года. Солнечные сутки длятся на Меркурии 176 земных суток. Это означает, что Меркурий очень медленно вращается вокруг собственной оси.
Сильная вытянутость орбиты в сочетании с медленным вращением приводит к поразительным эффектам, которые мог бы заметить космонавт, находящийся на поверхности этой планеты. Солнце на небе Меркурия в своем видимом движении по небу останавливается и даже возвращается ненадолго назад, Это необычное явление, удачно названное «эффектом Иисуса Навина», который согласно библейскому преданию заставил остановиться Солнце, длится на Меркурии по две недели меркурианского «утра» и меркурианского «вечера».
Естественно, что необычная орбита Меркурия и его очень медленное собственное вращение привлекли внимание исследователей. Американские ученые, решая небесно-механическую задачу о движении Меркурия, пришли к выводу, что когда-то Меркурий мог быть… спутником Венеры и находился от нее на расстоянии всего 480 тысяч километров. За счет сложных приливных взаимодействий он постепенно замедлял свое вращение и за несколько сот миллионов лет мог уйти на солнечную орбиту. Правда, теория Энеева и Козлова более естественным путем объясняет необычные свойства движения Меркурия, без привлечения столь экстравагантных ситуаций, когда богиня вынуждена терять своего спутника.
Очутившись на поверхности Меркурия, мы увидели бы много интересных вещей. Но нужно сказать, что космонавтам и даже автоматическим станциям пришлось бы там туго. Из-за близости к Солнцу да еще из-за того, что поверхность Меркурия темная и отражает менее 20 процентов падающего на нее света, ее максимальная температура достигает 420 градусов Цельсия. Но это, правда, лишь на поверхности. Грунт на Меркурии сильно измельчен и поэтому является хорошим теплоизолятором. Уже на глубине нескольких десятков сантиметров температура практически постоянна и не поднимается выше 90 градусов. Ночные температуры очень низки и достигают минус 180 градусов. Поэтому я и говорил о том, что даже автоматической космической станции на поверхности этой планеты пришлось бы нелегко. Выдержать подобные перепады температуры может не каждый материал, а станция должна была бы еще работать.
Но тем не менее представим себе, что мы на поверхности этой удивительной планеты. Впрочем, неудивительных планет в Солнечной системе нет.
Итак, поверхность Меркурия.
Американская космическая станция «Маринер-10» в 1973 году получила телевизионные фотографии 40 процентов поверхности этой планеты, причем разрешение составляло в отдельных случаях менее сотни метров, а это значит, что на снимках Меркурий был виден не хуже, чем Луна в поле зрения хорошего телескопа. И кстати, внешнее сходство поверхностей этих двух небесных тел оказалось просто поразительным. Даже специалисты, занимающиеся Луной, их называют селенологами, когда им показали фотографии Меркурия и попросили сказать, что это за планета, ответили: «Без сомнения, Луна». Действительно, поверхности Меркурия и Луны схожи в первую очередь тем, что они подвергались очень сильной метеоритной бомбардировке.
Диаметры крупных кратеров на Меркурии превышают 70 километров, а есть гиганты диаметром более двухсот километров. Может возникнуть вопрос: а что, вообще говоря, дает науке изучение поверхности Меркурия?
Дело в том, что нам неизвестны процессы, которые шли на самых ранних стадиях образования планет. На Земле практически не осталось следов древней истории нашей планеты, они скрыты последующими напластованиями. Самые древние породы датируются возрастом 3,5–3,6 миллиарда лет, а что было до этого, известно очень плохо. Казалось бы, удобный объект для исследования ранних стадий образования планет — Луна, но она подвергалась сильному влиянию Земли. Поэтому и здесь довольно запутанный случай, не «чистый эксперимент». И остается лишь Меркурий да астероиды.
Именно поверхность Меркурия свидетель катаклизмов почти пятимиллиардной давности — времени, когда в Солнечной системе рождались планеты. Конечно, поверхность Меркурия не моментальный снимок всех этих процессов. На фотографиях видны почти полностью исчезнувшие под слоем пород «кратеры-призраки», а это значит, что на поверхности Меркурия есть участки различного возраста.
Самый крупный известный сегодня кратерный район Меркурия — бассейн Жары (его еще называют «море Зноя»). Диаметр его около 1300 километров — как расстояние от Москвы до Крыма. Вал этого бассейна слагает гористая местность, возвышающаяся на 1–2 километра над его поверхностью. Внутри бассейна есть гладкие равнины, покрытые бороздами и небольшими кратерами. Предполагают, что это циклопическое образование — следствие чудовищного удара астероида о поверхность Меркурия на последних стадиях его «рождения».
На поверхности Меркурия заметны гигантские уступы, которые называются эскарпами. Высота склонов у этих уступов достигает двух километров, а длина пятисот. По своей геологической структуре эскарпы в принципе отличаются от трещин, разрывов коры, которые мы можем видеть на поверхности Луны и Марса. Если трещины образуются при растяжении материала, то структура типа эскарпов, наоборот, в процессе сжатия.
Когда-то, миллиарды лет назад, раскаленный Меркурий, остывая, начал сжиматься. По некоторым оценкам, это сжатие было небольшим: его радиус уменьшился всего на 1–2 километра. Но для геологии Меркурия, для формирования «портрета» его поверхности это, казалось бы, на первый взгляд незначительное сжатие и привело к образованию огромных складок, надвигов. Есть, правда, и другие гипотезы, пытающиеся объяснить образование эскарпов замедлением вращения Меркурия вокруг собственной оси и приливными взаимодействиями с Солнцем.
Итак, бассейны, кратеры, эскарпы. Все это детали рельефа поверхности, а есть ли атмосфера у Меркурия?
Еще лет 20 назад некоторые ученые предполагали такую возможность. Конечно, не столь плотная атмосфера, как на Земле, думали они, но что-то близкое к Марсу. Позже оказалось, что Меркурий практически лишен атмосферы. Он «потерял» ее миллиарды лет назад.
Сила тяжести на Меркурии из-за его малой массы не в состоянии удержать молекулы газа близ поверхности планеты. Газ, атмосфера, «убегает» от Меркурия в космическое пространство. Такая же точно ситуация и на Луне, нашей ближайшей соседке. Сегодня ясно, что плотность атмосферы Меркурия в миллионы миллиардов раз меньше, чем плотность атмосферы Земли.
