1. Самі екстремальні погодні умови в Сонячній системі: огляд Як відомо, найпоширеніший привід для початку...
2. Найхолодніше місце: Місяць
3. Найпотужніші грози - Сатурн
4. Самий сильний вітер - Нептун
5. Непередбачувані добу
6. Найбільший і найдовший шторм: Юпітер
7. Найбільші пилові бурі: Марс
8. Найсильніша вулканічна активність: ІВ
9. Самі екстремальні погодні умови в Сонячній системі: огляд
10. Найспекотніший місце - Венера
11. Найхолодніше місце: Місяць
12. Найпотужніші грози - Сатурн
13. Самий сильний вітер - Нептун
14. Непередбачувані добу
15. Найбільший і найдовший шторм: Юпітер
16. Найбільші пилові бурі: Марс
17. Найсильніша вулканічна активність: ІВ
18. Самі екстремальні погодні умови в Сонячній системі: огляд
19. Найспекотніший місце - Венера
20. Найхолодніше місце: Місяць
21. Найпотужніші грози - Сатурн
22. Самий сильний вітер - Нептун
23. Непередбачувані добу
24. Найбільший і найдовший шторм: Юпітер
25. Найбільші пилові бурі: Марс
26. Найсильніша вулканічна активність: ІВ

Самі екстремальні погодні умови в Сонячній системі: огляд

Як відомо, найпоширеніший привід для початку будь-якої бесіди - це погода. А вже якщо за вікном негода, так це привід для довгого інтелектуального розмови та обміну думками в дусі «щось погода зовсім розгулялася, ось чи то справа в старі добрі часи!». Але коли ви будете скаржитися на дощ, вітер, мороз чи спеку в наступний раз, подумайте про те, наскільки землянам пощастило з погодою - адже в інших місцях нашої Сонячної системи вона набагато суворіша. Пропонуємо ознайомитися з особливостями погодних умов деяких планет і їх супутників.

Найспекотніший місце - Венера

Наша найближча сусідка дуже схожа на Землю за розмірами і масою (прискорення вільного падіння на поверхні Венери на 10% менше земного) і обертається навколо Сонця, як і наша планета, по майже круговій орбіті. Це єдина тверда планета крім Землі, що володіє щільною атмосферою, і до середини XX століття вчені вважали, що клімат на Венері приблизно відповідає клімату нашої планети, точніше того, яким він був в кам'яновугільному періоді: теплі океани, екзотичні рослини і навіть, можливо, тварини . Однак коли за допомогою радіотелескопів вдалося виміряти так звану температуру яскравості Венери, вона виявилася істотно вищою за очікувану. Деякі вчені пов'язували ці дані з властивостями іоносфери, проте в 1962 році американський апарат Mariner 2 вніс ясність в це питання, вперше вимірявши температуру планети з небувало близької відстані в 35000 км. Фінальну крапку поставила радянська автоматична станція «Венера-7», яка здійснила першу успішну посадку на цю, як з'ясувалося, негостинну планету 15 грудня 1970 року і безпосередньо виміряти температуру і тиск на поверхні. Умови виявилися буквально пекельні - 475 ° C і 90 атм, і станція пропрацювала всього 23 хвилини. Причина такої високої температури - парниковий ефект: атмосфера Венери складається переважно з вуглекислого газу, який пропускає сонячне, але поглинає ІЧ-випромінювання, перєїзлучать поверхнею планети. Втім, останні дані, отримані апаратом Venus Express, показують, що Венера не завжди була пекельним місцем: колись на ній була вода і температура була набагато нижче. Що саме пішло не так - вченим ще належить з'ясувати.

Очима Venus Express. Венера «очима» апарату Venus Express в УФ-та ІЧ-діапазонах. Ліва частина показує температурну інверсію хмарності в верхній частині атмосфери, зняту в ІК-діапазоні спектрометром VIRTIS на нічному боці планети (темні плями- це холодні хмари). Праворуч - структура хмар в УФ-діапазоні на денній частині Венери, знята за допомогою інструменту Venus Monitoring Camera.

Найхолодніше місце: Місяць

Дослідницький апарат NASA LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), що вийшов на орбіту навколо Місяця 23 червня 2009 р, за півтора року своєї роботи значно збільшив кількість наукових даних про нашу найближчу сусідку. Він обстежив невидиму з Землі бік Місяця, а також займався пошуками води (точніше, льоду) на нашому супутнику. Вивчаючи околиці південного полюса Місяця за допомогою багатоканального ІК-радіометра Diviner, LRO зафіксував найнижчу температуру, виміряну в Сонячній системі, - мінус 248 ° C. Таку температуру має дно кратера Ерміт, що знаходиться у вічній тіні, в середині місцевої зими. Це відкриття скинуло з п'єдесталу попередній «полюс холоду» Сонячної системи - раніше їм вважався Плутон, де в 2006 році радіоастрономи Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики за допомогою восьми мікрохвильових телескопів Submillimeter Array на Гаваях зафіксували температуру в мінус 230 ° C.

Високі стіни кратера Ерміт забезпечують постійне затінення на його дні, де температура ніколи не піднімається вище мінус 2400C. Такі умови сприятливі для збереження водяного льоду, який при більш високих температурах просто випаровується. Втім, і на інших планетах Сонячної системи цілком можуть існувати подібні затінені куточки з екстремально низькими температурами.

Найпотужніші грози - Сатурн

Влітку минулого року апарату Cassini вперше вдалося зафіксувати зображення електричного шторму на Сатурні. До цього протягом п'яти років шторм тільки прослуховувався в радіодіапазоні, а зображення було неможливо отримати через засвічення, яку давали кільця Сатурна. Однак під час рівнодення в серпні 2009 року велика частина кілець перебувала в тіні і астрономи вперше зафіксували спалахи, які супроводжують шторм. За оцінками, потужність сатурнианской блискавок на три порядки перевершує потужність земних блискавок під час найсильніших гроз, а розміри шторму становлять близько 4000 км.

Шторми на Сатурні виникають в одному і тому ж місці - в районі 35 градусів південної широти, астрономи називають це місце «алеєю штормів». Причини цього поки не ясні, шторми можуть тривати протягом декількох місяців, зникати на роки і потім знову виникати на тому ж місці. Гігантський хмарний фронт добре видно з Землі навіть в аматорський телескоп.

Самий сильний вітер - Нептун

Ще одна планета, де вирують шторму, - Нептун. Вона знаходиться далеко від Сонця, але має внутрішнє джерело енергії, природа якого вченим поки не ясна. Однак про його наявність свідчить той факт, що планета випромінює в навколишній простір більш ніж в 2,5 рази більше енергії, ніж отримує від Сонця. Це джерело, причиною якого може бути радіоактивний розпад, розігрів гравітаційним стисненням або щось інше, підживлює активність атмосфери газового гіганта, яка породжує вітру такої сили, що в порівнянні з ними найсильніші земні урагани здалися б легким подихом. У 1989 році космічний апарат Voyager 2 зареєстрував на Нептуні Велика Темна Пляма (Great Dark Spot) - гігантський шторм розмірами 8000х13000 км. Причому, на відміну від Великої Червоної Плями, багатовікового шторму на Юпітері, нептуніанскій був «короткочасним» - всього через п'ять років, коли космічний телескоп «Хаббл» отримав можливість поглянути на планету, шторм уже розвіявся. Швидкість вітру, виміряна під час цього шторму, склала 2400 км / год.

Атмосфера Нептуна складається з водню (80%) і гелію з невеликою добавкою метану (близько 1%). Саме метан надає планеті блакитний з зеленим відтінком колір. Під атмосферою знаходиться іонний океан - стисла гігантським тиском суміш водяного, аміачного та метанового льоду, що знаходяться в іонному стані. Деякі дослідники (наприклад, з Каліфорнійського університету в Берклі) припускають, що в умовах високих температур метан розпадається на водень і вуглець, а останній кристалізується у формі алмазу. Тому не виключено, що в нептуніанском океані може існувати таке унікальне природне явище, як алмазний град. Але поки це тільки припущення, підтвердити які можна буде в далекому майбутньому (сьогодні навіть невідомо, чи є у планети тверде ядро, - відповідь на це питання можуть дати сейсмічні дослідження).

Найхарактерніші пори року спостерігаються на далекому Урані, нахил якого до площини екліптики складає 82 градуси (тобто він фактично лежить «на боці»). В результаті пори року там самі «класичні» - влітку північну півкулю повністю освітлено Сонцем, а південне повністю занурене в темряву полярної ночі; взимку вони міняються місцями. Ураніанскій рік становить 84 земних (в 2006 році планета проходила весняне рівнодення), так що будь-який час року на Урані триває 21 земної рік, і вираз «довга зимова ніч» набуває там лякаючий сенс навіть для людей, які звикли до сибірських зим.

Непередбачувані добу

Приказка «Неминуче, як схід сонця» присутній в фольклорі багатьох земних народів. Однак по відношенню до деяких небесних тіл цю приказку слід вживати з великою обережністю. Гіперіон, 16-й супутник Сатурна, названий на честь грецького титану, батька Геліоса і сина Урана і Геї, являє собою кам'яно-крижану брилу розмірами 410х260х220 км, що обертається навколо Сатурна на відстані приблизно в 1,5 млн км. Це найбільше з відомих тіл, що має іррегулярне (несферичну) форму. А ще це єдина з лун в Сонячній системі, обертання якої має хаотичний характер: вісь обертання коливається в просторі таким чином, що передбачити положення Гіперіона в будь-який момент часу представляється неможливим. Це вдалося підтвердити за допомогою знімків, зроблених апаратом Voyager 2, а також серією фотометричних досліджень з Землі. Така поведінка, очевидно, пояснюється декількома факторами: иррегулярной формою місяця, ексцентричної орбітою і наявністю в безпосередній близькості іншого супутника - Титана (який знаходиться з Гіперіоном в орбітальному резонансі 3: 4), поряд з дією приливних сил з боку самого Сатурна. Цікаво, що завдяки такому хаотичному обертанню поверхню Гіперіона більш-менш рівномірно покрита темною пилом, яка потрапляє з іншого супутника - Феби - на його поверхню. У ще одного супутника Сатурна - Япета - цієї пилом припадає лише «передня» (по ходу орбітального руху) поверхню.

Вперше Велика Червона Пляма побачив Джованні Кассіні в 1665 році. Спочатку астрономи припускали, що це тверде утворення на поверхні планети, але апарати Pioneer 10, Voyager 1 і 2, Galileo, Cassini і New Horizons дозволили розглянути Велика Червона Пляма у всіх подробицях.

Найбільший і найдовший шторм: Юпітер

Найбільша планета Сонячної системи, названа на честь головного бога грецького пантеону, привертала увагу астрономів з давніх часів, а з моменту появи телескопів стало можливим розглянути деякі подробиці на її диску. У 1665 році Джованні Кассіні, професор Університету Болоньї, побачив на поверхні Юпітера освіту, яке назвали Великим Червоним Плямою (БКП). Це атмосферний освіту - гігантський антициклон розмірами 35 000 км в довжину і 14 000 в ширину (причому століття тому Пляма було в два рази більше), тобто в три рази більша за Землю. Велика Червона Пляма трохи дрейфує по довготі в ту чи іншу сторону, при цьому широта (приблизно 22 ° південної широти) залишається тією ж. Газ в антициклоні обертається проти годинникової стрілки близько шести земних діб, при цьому швидкість вітру на краях цього урагану досягає 360км / год. На початку 2010 року, використовуючи ІЧ-спектрометр VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid Infrared) телескопа VLT (Very Large Telescope) Європейської південної обсерваторії, астрономи вперше отримали можливість познайомитися з теплової структурою урагану і розподілом температур всередині нього. Проте як і раніше не ясно, що надає плямі червоний колір.

Зустріч двох штормів. На трьох фотографіях, зроблених за допомогою телескопа «Хаббл» в 2008 році, видно, як Велика Червона Пляма поглинає невеликий шторм, який підійшов до нього надто близько. Від нього залишається тільки невеликий антициклонний завиток. За однією з версій, БКП живе довго, поглинаючи дрібніших побратимів і підживлюючи їх енергією.

Найбільші пилові бурі: Марс

Марс - одна з найбільш ймовірних цілей (а точніше, єдина) першої міжпланетної експедиції. Однак марсонавтів, які прибули на Червону планету, чекає дуже неприємний сюрприз - пилові бурі. Їх час - весна, коли полярні крижані шапки, що складаються з твердого вуглекислого газу (сухого льоду) і тягнуться на половину півкулі, випаровуються, збільшуючи атмосферний тиск; температурний градієнт між «талими» і покритими льодом областями породжує сильний вітер, який циркулює над цими областями; свою частку в зародження бурі вкладають і стокові вітри, що стікають з полярної шапки. Вітер піднімає пил, і в результаті з'являється пилова буря, яка може сягати на сотні і тисячі кілометрів і іноді навіть охоплювати всю планету і тривати тижнями і місяцями. Причини, за якими локальні бурі швидко ростуть і переходять в глобальні, вченим поки не ясні. Ці бурі відіграють велику роль у формуванні марсіанського клімату, змінюючи тепловий баланс, розподіл льоду і водяної пари як в глобальному, так і в локальному масштабі (особливо в полярних регіонах). Частинки пилу, підняті бурею, поглинають сонячне випромінювання і розігрівають атмосферу - під час бурі 2001 року із допомогою спектрометра TES (Thermal Emission Spectrometer), встановленого на борту станції NASA Mars Global Surveyor, було зафіксовано збільшення температури на 30 ° C. До того ж тертя частинок пилу породжує потужні електричні розряди. У 2007 році пилова буря завдала багато неприємних хвилин команді NASA, що відповідала за роботу ровера Opportunity. Справа в тому, що основне джерело енергії ровера - сонячні батареї, а під час пилової бурі кількість падаючого на поверхню сонячного світла різко знижується.

Ще одне цікаве марсіанське природне явище - «пилові дияволи». Це локальні торнадо, пилові смерчі, які утворюються при закручуванні висхідних потоків в атмосфері. «Пилові дияволи» не рідкість і на Землі - їх можна побачити практично в будь-який піщаної пустелі. Але на Марсі вони виростають до абсолютно лякає масштабу - їх діаметр може досягати півкілометра, а висота - 8 км. Пил в них сильно електризується при обертанні, генеруючи сильні електричні поля. Сліди марсіанських «курних дияволів» часто спостерігаються на знімках, зроблених орбітальними станціями (тим же Mars Global Surveyor), а марсіанський ровер Spirit зумів навіть зняти це явище відносно крупним планом в кратері Гусєва. Існує версія, що саме «курний диявол» струсив пил з сонячних панелей Spirit, продовживши функціонування марсоходу.

Найсильніша вулканічна активність: ІВ

Іо, найближчий супутник Юпітера, до 1970-х вважався «мертвим» світом на зразок Місяця. Однак в 1979 році інженер Лабораторії реактивного руху NASA Лінда Морабіто виявила на одному з технічних знімків, зроблених автоматичної міжпланетної станцією Voyager 1 для більш точного визначення власного місця розташування, дивне пляма. При уважному вивченні виявилося, що на знімках є ще кілька подібних плям і це - газопилові хмари вулканічного походження, викинуті на висоту понад 300 км двома вулканами, які були названі Пеле (богиня вулканів і вогню в гавайської міфології) і Локі (германо-скандинавський бог вогню). Яскрава червоно-оранжево-жовта поверхню Іо різко відрізняється від поверхонь більшості інших супутників, що виглядають набагато більш нудно. Така розфарбування - наслідок високої вулканічної активності в надрах Іо. На цьому супутнику розмірами трохи більше нашої Місяця розташовано більше 400 активних вулканів, що викидають сірку та її сполуки, які потім осідають на поверхні супутника, фарбуючи її в характерні кольори. Причина такого активного вулканізму - рух Іо по орбіті навколо Юпітера і взаємодія (орбітальний резонанс) з двома іншими супутниками - Європою і Ганимедом. Через резонансу орбіта Іо має невеликий ексцентриситет, і супутник, звернений однією стороною до Юпітера, відчуває лібрації, тобто трохи «погойдується», в результаті чого виникають потужні приливні сили, що створюють приливної горб з амплітудою в декілька сотень метрів. Ці деформації і стають джерелом теплової енергії, живить вулканізм Іо. Вулкани Іо, до речі, куди могутніше земних побратимів - зокрема, Локі вважається найпотужнішим вулканом в Сонячній системі (за деякими оцінками, його потужність перевищує потужність всіх земних вулканів разом узятих).

Стаття «Примхи погоди» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №12, Листопад 2010 ).

Самі екстремальні погодні умови в Сонячній системі: огляд

Як відомо, найпоширеніший привід для початку будь-якої бесіди - це погода. А вже якщо за вікном негода, так це привід для довгого інтелектуального розмови та обміну думками в дусі «щось погода зовсім розгулялася, ось чи то справа в старі добрі часи!». Але коли ви будете скаржитися на дощ, вітер, мороз чи спеку в наступний раз, подумайте про те, наскільки землянам пощастило з погодою - адже в інших місцях нашої Сонячної системи вона набагато суворіша. Пропонуємо ознайомитися з особливостями погодних умов деяких планет і їх супутників.

Найспекотніший місце - Венера

Наша найближча сусідка дуже схожа на Землю за розмірами і масою (прискорення вільного падіння на поверхні Венери на 10% менше земного) і обертається навколо Сонця, як і наша планета, по майже круговій орбіті. Це єдина тверда планета крім Землі, що володіє щільною атмосферою, і до середини XX століття вчені вважали, що клімат на Венері приблизно відповідає клімату нашої планети, точніше того, яким він був в кам'яновугільному періоді: теплі океани, екзотичні рослини і навіть, можливо, тварини . Однак коли за допомогою радіотелескопів вдалося виміряти так звану температуру яскравості Венери, вона виявилася істотно вищою за очікувану. Деякі вчені пов'язували ці дані з властивостями іоносфери, проте в 1962 році американський апарат Mariner 2 вніс ясність в це питання, вперше вимірявши температуру планети з небувало близької відстані в 35000 км. Фінальну крапку поставила радянська автоматична станція «Венера-7», яка здійснила першу успішну посадку на цю, як з'ясувалося, негостинну планету 15 грудня 1970 року і безпосередньо виміряти температуру і тиск на поверхні. Умови виявилися буквально пекельні - 475 ° C і 90 атм, і станція пропрацювала всього 23 хвилини. Причина такої високої температури - парниковий ефект: атмосфера Венери складається переважно з вуглекислого газу, який пропускає сонячне, але поглинає ІЧ-випромінювання, перєїзлучать поверхнею планети. Втім, останні дані, отримані апаратом Venus Express, показують, що Венера не завжди була пекельним місцем: колись на ній була вода і температура була набагато нижче. Що саме пішло не так - вченим ще належить з'ясувати.

Очима Venus Express. Венера «очима» апарату Venus Express в УФ-та ІЧ-діапазонах. Ліва частина показує температурну інверсію хмарності в верхній частині атмосфери, зняту в ІК-діапазоні спектрометром VIRTIS на нічному боці планети (темні плями- це холодні хмари). Праворуч - структура хмар в УФ-діапазоні на денній частині Венери, знята за допомогою інструменту Venus Monitoring Camera.

Найхолодніше місце: Місяць

Дослідницький апарат NASA LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), що вийшов на орбіту навколо Місяця 23 червня 2009 р, за півтора року своєї роботи значно збільшив кількість наукових даних про нашу найближчу сусідку. Він обстежив невидиму з Землі бік Місяця, а також займався пошуками води (точніше, льоду) на нашому супутнику. Вивчаючи околиці південного полюса Місяця за допомогою багатоканального ІК-радіометра Diviner, LRO зафіксував найнижчу температуру, виміряну в Сонячній системі, - мінус 248 ° C. Таку температуру має дно кратера Ерміт, що знаходиться у вічній тіні, в середині місцевої зими. Це відкриття скинуло з п'єдесталу попередній «полюс холоду» Сонячної системи - раніше їм вважався Плутон, де в 2006 році радіоастрономи Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики за допомогою восьми мікрохвильових телескопів Submillimeter Array на Гаваях зафіксували температуру в мінус 230 ° C.

Високі стіни кратера Ерміт забезпечують постійне затінення на його дні, де температура ніколи не піднімається вище мінус 2400C. Такі умови сприятливі для збереження водяного льоду, який при більш високих температурах просто випаровується. Втім, і на інших планетах Сонячної системи цілком можуть існувати подібні затінені куточки з екстремально низькими температурами.

Найпотужніші грози - Сатурн

Влітку минулого року апарату Cassini вперше вдалося зафіксувати зображення електричного шторму на Сатурні. До цього протягом п'яти років шторм тільки прослуховувався в радіодіапазоні, а зображення було неможливо отримати через засвічення, яку давали кільця Сатурна. Однак під час рівнодення в серпні 2009 року велика частина кілець перебувала в тіні і астрономи вперше зафіксували спалахи, які супроводжують шторм. За оцінками, потужність сатурнианской блискавок на три порядки перевершує потужність земних блискавок під час найсильніших гроз, а розміри шторму становлять близько 4000 км.

Шторми на Сатурні виникають в одному і тому ж місці - в районі 35 градусів південної широти, астрономи називають це місце «алеєю штормів». Причини цього поки не ясні, шторми можуть тривати протягом декількох місяців, зникати на роки і потім знову виникати на тому ж місці. Гігантський хмарний фронт добре видно з Землі навіть в аматорський телескоп.

Самий сильний вітер - Нептун

Ще одна планета, де вирують шторму, - Нептун. Вона знаходиться далеко від Сонця, але має внутрішнє джерело енергії, природа якого вченим поки не ясна. Однак про його наявність свідчить той факт, що планета випромінює в навколишній простір більш ніж в 2,5 рази більше енергії, ніж отримує від Сонця. Це джерело, причиною якого може бути радіоактивний розпад, розігрів гравітаційним стисненням або щось інше, підживлює активність атмосфери газового гіганта, яка породжує вітру такої сили, що в порівнянні з ними найсильніші земні урагани здалися б легким подихом. У 1989 році космічний апарат Voyager 2 зареєстрував на Нептуні Велика Темна Пляма (Great Dark Spot) - гігантський шторм розмірами 8000х13000 км. Причому, на відміну від Великої Червоної Плями, багатовікового шторму на Юпітері, нептуніанскій був «короткочасним» - всього через п'ять років, коли космічний телескоп «Хаббл» отримав можливість поглянути на планету, шторм уже розвіявся. Швидкість вітру, виміряна під час цього шторму, склала 2400 км / год.

Атмосфера Нептуна складається з водню (80%) і гелію з невеликою добавкою метану (близько 1%). Саме метан надає планеті блакитний з зеленим відтінком колір. Під атмосферою знаходиться іонний океан - стисла гігантським тиском суміш водяного, аміачного та метанового льоду, що знаходяться в іонному стані. Деякі дослідники (наприклад, з Каліфорнійського університету в Берклі) припускають, що в умовах високих температур метан розпадається на водень і вуглець, а останній кристалізується у формі алмазу. Тому не виключено, що в нептуніанском океані може існувати таке унікальне природне явище, як алмазний град. Але поки це тільки припущення, підтвердити які можна буде в далекому майбутньому (сьогодні навіть невідомо, чи є у планети тверде ядро, - відповідь на це питання можуть дати сейсмічні дослідження).

Найхарактерніші пори року спостерігаються на далекому Урані, нахил якого до площини екліптики складає 82 градуси (тобто він фактично лежить «на боці»). В результаті пори року там самі «класичні» - влітку північну півкулю повністю освітлено Сонцем, а південне повністю занурене в темряву полярної ночі; взимку вони міняються місцями. Ураніанскій рік становить 84 земних (в 2006 році планета проходила весняне рівнодення), так що будь-який час року на Урані триває 21 земної рік, і вираз «довга зимова ніч» набуває там лякаючий сенс навіть для людей, які звикли до сибірських зим.

Непередбачувані добу

Приказка «Неминуче, як схід сонця» присутній в фольклорі багатьох земних народів. Однак по відношенню до деяких небесних тіл цю приказку слід вживати з великою обережністю. Гіперіон, 16-й супутник Сатурна, названий на честь грецького титану, батька Геліоса і сина Урана і Геї, являє собою кам'яно-крижану брилу розмірами 410х260х220 км, що обертається навколо Сатурна на відстані приблизно в 1,5 млн км. Це найбільше з відомих тіл, що має іррегулярне (несферичну) форму. А ще це єдина з лун в Сонячній системі, обертання якої має хаотичний характер: вісь обертання коливається в просторі таким чином, що передбачити положення Гіперіона в будь-який момент часу представляється неможливим. Це вдалося підтвердити за допомогою знімків, зроблених апаратом Voyager 2, а також серією фотометричних досліджень з Землі. Така поведінка, очевидно, пояснюється декількома факторами: иррегулярной формою місяця, ексцентричної орбітою і наявністю в безпосередній близькості іншого супутника - Титана (який знаходиться з Гіперіоном в орбітальному резонансі 3: 4), поряд з дією приливних сил з боку самого Сатурна. Цікаво, що завдяки такому хаотичному обертанню поверхню Гіперіона більш-менш рівномірно покрита темною пилом, яка потрапляє з іншого супутника - Феби - на його поверхню. У ще одного супутника Сатурна - Япета - цієї пилом припадає лише «передня» (по ходу орбітального руху) поверхню.

Вперше Велика Червона Пляма побачив Джованні Кассіні в 1665 році. Спочатку астрономи припускали, що це тверде утворення на поверхні планети, але апарати Pioneer 10, Voyager 1 і 2, Galileo, Cassini і New Horizons дозволили розглянути Велика Червона Пляма у всіх подробицях.

Найбільший і найдовший шторм: Юпітер

Найбільша планета Сонячної системи, названа на честь головного бога грецького пантеону, привертала увагу астрономів з давніх часів, а з моменту появи телескопів стало можливим розглянути деякі подробиці на її диску. У 1665 році Джованні Кассіні, професор Університету Болоньї, побачив на поверхні Юпітера освіту, яке назвали Великим Червоним Плямою (БКП). Це атмосферний освіту - гігантський антициклон розмірами 35 000 км в довжину і 14 000 в ширину (причому століття тому Пляма було в два рази більше), тобто в три рази більша за Землю. Велика Червона Пляма трохи дрейфує по довготі в ту чи іншу сторону, при цьому широта (приблизно 22 ° південної широти) залишається тією ж. Газ в антициклоні обертається проти годинникової стрілки близько шести земних діб, при цьому швидкість вітру на краях цього урагану досягає 360км / год. На початку 2010 року, використовуючи ІЧ-спектрометр VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid Infrared) телескопа VLT (Very Large Telescope) Європейської південної обсерваторії, астрономи вперше отримали можливість познайомитися з теплової структурою урагану і розподілом температур всередині нього. Проте як і раніше не ясно, що надає плямі червоний колір.

Зустріч двох штормів. На трьох фотографіях, зроблених за допомогою телескопа «Хаббл» в 2008 році, видно, як Велика Червона Пляма поглинає невеликий шторм, який підійшов до нього надто близько. Від нього залишається тільки невеликий антициклонний завиток. За однією з версій, БКП живе довго, поглинаючи дрібніших побратимів і підживлюючи їх енергією.

Найбільші пилові бурі: Марс

Марс - одна з найбільш ймовірних цілей (а точніше, єдина) першої міжпланетної експедиції. Однак марсонавтів, які прибули на Червону планету, чекає дуже неприємний сюрприз - пилові бурі. Їх час - весна, коли полярні крижані шапки, що складаються з твердого вуглекислого газу (сухого льоду) і тягнуться на половину півкулі, випаровуються, збільшуючи атмосферний тиск; температурний градієнт між «талими» і покритими льодом областями породжує сильний вітер, який циркулює над цими областями; свою частку в зародження бурі вкладають і стокові вітри, що стікають з полярної шапки. Вітер піднімає пил, і в результаті з'являється пилова буря, яка може сягати на сотні і тисячі кілометрів і іноді навіть охоплювати всю планету і тривати тижнями і місяцями. Причини, за якими локальні бурі швидко ростуть і переходять в глобальні, вченим поки не ясні. Ці бурі відіграють велику роль у формуванні марсіанського клімату, змінюючи тепловий баланс, розподіл льоду і водяної пари як в глобальному, так і в локальному масштабі (особливо в полярних регіонах). Частинки пилу, підняті бурею, поглинають сонячне випромінювання і розігрівають атмосферу - під час бурі 2001 року із допомогою спектрометра TES (Thermal Emission Spectrometer), встановленого на борту станції NASA Mars Global Surveyor, було зафіксовано збільшення температури на 30 ° C. До того ж тертя частинок пилу породжує потужні електричні розряди. У 2007 році пилова буря завдала багато неприємних хвилин команді NASA, що відповідала за роботу ровера Opportunity. Справа в тому, що основне джерело енергії ровера - сонячні батареї, а під час пилової бурі кількість падаючого на поверхню сонячного світла різко знижується.

Ще одне цікаве марсіанське природне явище - «пилові дияволи». Це локальні торнадо, пилові смерчі, які утворюються при закручуванні висхідних потоків в атмосфері. «Пилові дияволи» не рідкість і на Землі - їх можна побачити практично в будь-який піщаної пустелі. Але на Марсі вони виростають до абсолютно лякає масштабу - їх діаметр може досягати півкілометра, а висота - 8 км. Пил в них сильно електризується при обертанні, генеруючи сильні електричні поля. Сліди марсіанських «курних дияволів» часто спостерігаються на знімках, зроблених орбітальними станціями (тим же Mars Global Surveyor), а марсіанський ровер Spirit зумів навіть зняти це явище відносно крупним планом в кратері Гусєва. Існує версія, що саме «курний диявол» струсив пил з сонячних панелей Spirit, продовживши функціонування марсоходу.

Найсильніша вулканічна активність: ІВ

Іо, найближчий супутник Юпітера, до 1970-х вважався «мертвим» світом на зразок Місяця. Однак в 1979 році інженер Лабораторії реактивного руху NASA Лінда Морабіто виявила на одному з технічних знімків, зроблених автоматичної міжпланетної станцією Voyager 1 для більш точного визначення власного місця розташування, дивне пляма. При уважному вивченні виявилося, що на знімках є ще кілька подібних плям і це - газопилові хмари вулканічного походження, викинуті на висоту понад 300 км двома вулканами, які були названі Пеле (богиня вулканів і вогню в гавайської міфології) і Локі (германо-скандинавський бог вогню). Яскрава червоно-оранжево-жовта поверхню Іо різко відрізняється від поверхонь більшості інших супутників, що виглядають набагато більш нудно. Така розфарбування - наслідок високої вулканічної активності в надрах Іо. На цьому супутнику розмірами трохи більше нашої Місяця розташовано більше 400 активних вулканів, що викидають сірку та її сполуки, які потім осідають на поверхні супутника, фарбуючи її в характерні кольори. Причина такого активного вулканізму - рух Іо по орбіті навколо Юпітера і взаємодія (орбітальний резонанс) з двома іншими супутниками - Європою і Ганимедом. Через резонансу орбіта Іо має невеликий ексцентриситет, і супутник, звернений однією стороною до Юпітера, відчуває лібрації, тобто трохи «погойдується», в результаті чого виникають потужні приливні сили, що створюють приливної горб з амплітудою в декілька сотень метрів. Ці деформації і стають джерелом теплової енергії, живить вулканізм Іо. Вулкани Іо, до речі, куди могутніше земних побратимів - зокрема, Локі вважається найпотужнішим вулканом в Сонячній системі (за деякими оцінками, його потужність перевищує потужність всіх земних вулканів разом узятих).

Стаття «Примхи погоди» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №12, Листопад 2010 ).

Самі екстремальні погодні умови в Сонячній системі: огляд

Як відомо, найпоширеніший привід для початку будь-якої бесіди - це погода. А вже якщо за вікном негода, так це привід для довгого інтелектуального розмови та обміну думками в дусі «щось погода зовсім розгулялася, ось чи то справа в старі добрі часи!». Але коли ви будете скаржитися на дощ, вітер, мороз чи спеку в наступний раз, подумайте про те, наскільки землянам пощастило з погодою - адже в інших місцях нашої Сонячної системи вона набагато суворіша. Пропонуємо ознайомитися з особливостями погодних умов деяких планет і їх супутників.

Найспекотніший місце - Венера

Наша найближча сусідка дуже схожа на Землю за розмірами і масою (прискорення вільного падіння на поверхні Венери на 10% менше земного) і обертається навколо Сонця, як і наша планета, по майже круговій орбіті. Це єдина тверда планета крім Землі, що володіє щільною атмосферою, і до середини XX століття вчені вважали, що клімат на Венері приблизно відповідає клімату нашої планети, точніше того, яким він був в кам'яновугільному періоді: теплі океани, екзотичні рослини і навіть, можливо, тварини . Однак коли за допомогою радіотелескопів вдалося виміряти так звану температуру яскравості Венери, вона виявилася істотно вищою за очікувану. Деякі вчені пов'язували ці дані з властивостями іоносфери, проте в 1962 році американський апарат Mariner 2 вніс ясність в це питання, вперше вимірявши температуру планети з небувало близької відстані в 35000 км. Фінальну крапку поставила радянська автоматична станція «Венера-7», яка здійснила першу успішну посадку на цю, як з'ясувалося, негостинну планету 15 грудня 1970 року і безпосередньо виміряти температуру і тиск на поверхні. Умови виявилися буквально пекельні - 475 ° C і 90 атм, і станція пропрацювала всього 23 хвилини. Причина такої високої температури - парниковий ефект: атмосфера Венери складається переважно з вуглекислого газу, який пропускає сонячне, але поглинає ІЧ-випромінювання, перєїзлучать поверхнею планети. Втім, останні дані, отримані апаратом Venus Express, показують, що Венера не завжди була пекельним місцем: колись на ній була вода і температура була набагато нижче. Що саме пішло не так - вченим ще належить з'ясувати.

Очима Venus Express. Венера «очима» апарату Venus Express в УФ-та ІЧ-діапазонах. Ліва частина показує температурну інверсію хмарності в верхній частині атмосфери, зняту в ІК-діапазоні спектрометром VIRTIS на нічному боці планети (темні плями- це холодні хмари). Праворуч - структура хмар в УФ-діапазоні на денній частині Венери, знята за допомогою інструменту Venus Monitoring Camera.

Найхолодніше місце: Місяць

Дослідницький апарат NASA LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), що вийшов на орбіту навколо Місяця 23 червня 2009 р, за півтора року своєї роботи значно збільшив кількість наукових даних про нашу найближчу сусідку. Він обстежив невидиму з Землі бік Місяця, а також займався пошуками води (точніше, льоду) на нашому супутнику. Вивчаючи околиці південного полюса Місяця за допомогою багатоканального ІК-радіометра Diviner, LRO зафіксував найнижчу температуру, виміряну в Сонячній системі, - мінус 248 ° C. Таку температуру має дно кратера Ерміт, що знаходиться у вічній тіні, в середині місцевої зими. Це відкриття скинуло з п'єдесталу попередній «полюс холоду» Сонячної системи - раніше їм вважався Плутон, де в 2006 році радіоастрономи Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики за допомогою восьми мікрохвильових телескопів Submillimeter Array на Гаваях зафіксували температуру в мінус 230 ° C.

Високі стіни кратера Ерміт забезпечують постійне затінення на його дні, де температура ніколи не піднімається вище мінус 2400C. Такі умови сприятливі для збереження водяного льоду, який при більш високих температурах просто випаровується. Втім, і на інших планетах Сонячної системи цілком можуть існувати подібні затінені куточки з екстремально низькими температурами.

Найпотужніші грози - Сатурн

Влітку минулого року апарату Cassini вперше вдалося зафіксувати зображення електричного шторму на Сатурні. До цього протягом п'яти років шторм тільки прослуховувався в радіодіапазоні, а зображення було неможливо отримати через засвічення, яку давали кільця Сатурна. Однак під час рівнодення в серпні 2009 року велика частина кілець перебувала в тіні і астрономи вперше зафіксували спалахи, які супроводжують шторм. За оцінками, потужність сатурнианской блискавок на три порядки перевершує потужність земних блискавок під час найсильніших гроз, а розміри шторму становлять близько 4000 км.

Шторми на Сатурні виникають в одному і тому ж місці - в районі 35 градусів південної широти, астрономи називають це місце «алеєю штормів». Причини цього поки не ясні, шторми можуть тривати протягом декількох місяців, зникати на роки і потім знову виникати на тому ж місці. Гігантський хмарний фронт добре видно з Землі навіть в аматорський телескоп.

Самий сильний вітер - Нептун

Ще одна планета, де вирують шторму, - Нептун. Вона знаходиться далеко від Сонця, але має внутрішнє джерело енергії, природа якого вченим поки не ясна. Однак про його наявність свідчить той факт, що планета випромінює в навколишній простір більш ніж в 2,5 рази більше енергії, ніж отримує від Сонця. Це джерело, причиною якого може бути радіоактивний розпад, розігрів гравітаційним стисненням або щось інше, підживлює активність атмосфери газового гіганта, яка породжує вітру такої сили, що в порівнянні з ними найсильніші земні урагани здалися б легким подихом. У 1989 році космічний апарат Voyager 2 зареєстрував на Нептуні Велика Темна Пляма (Great Dark Spot) - гігантський шторм розмірами 8000х13000 км. Причому, на відміну від Великої Червоної Плями, багатовікового шторму на Юпітері, нептуніанскій був «короткочасним» - всього через п'ять років, коли космічний телескоп «Хаббл» отримав можливість поглянути на планету, шторм уже розвіявся. Швидкість вітру, виміряна під час цього шторму, склала 2400 км / год.

Атмосфера Нептуна складається з водню (80%) і гелію з невеликою добавкою метану (близько 1%). Саме метан надає планеті блакитний з зеленим відтінком колір. Під атмосферою знаходиться іонний океан - стисла гігантським тиском суміш водяного, аміачного та метанового льоду, що знаходяться в іонному стані. Деякі дослідники (наприклад, з Каліфорнійського університету в Берклі) припускають, що в умовах високих температур метан розпадається на водень і вуглець, а останній кристалізується у формі алмазу. Тому не виключено, що в нептуніанском океані може існувати таке унікальне природне явище, як алмазний град. Але поки це тільки припущення, підтвердити які можна буде в далекому майбутньому (сьогодні навіть невідомо, чи є у планети тверде ядро, - відповідь на це питання можуть дати сейсмічні дослідження).

Найхарактерніші пори року спостерігаються на далекому Урані, нахил якого до площини екліптики складає 82 градуси (тобто він фактично лежить «на боці»). В результаті пори року там самі «класичні» - влітку північну півкулю повністю освітлено Сонцем, а південне повністю занурене в темряву полярної ночі; взимку вони міняються місцями. Ураніанскій рік становить 84 земних (в 2006 році планета проходила весняне рівнодення), так що будь-який час року на Урані триває 21 земної рік, і вираз «довга зимова ніч» набуває там лякаючий сенс навіть для людей, які звикли до сибірських зим.

Непередбачувані добу

Приказка «Неминуче, як схід сонця» присутній в фольклорі багатьох земних народів. Однак по відношенню до деяких небесних тіл цю приказку слід вживати з великою обережністю. Гіперіон, 16-й супутник Сатурна, названий на честь грецького титану, батька Геліоса і сина Урана і Геї, являє собою кам'яно-крижану брилу розмірами 410х260х220 км, що обертається навколо Сатурна на відстані приблизно в 1,5 млн км. Це найбільше з відомих тіл, що має іррегулярне (несферичну) форму. А ще це єдина з лун в Сонячній системі, обертання якої має хаотичний характер: вісь обертання коливається в просторі таким чином, що передбачити положення Гіперіона в будь-який момент часу представляється неможливим. Це вдалося підтвердити за допомогою знімків, зроблених апаратом Voyager 2, а також серією фотометричних досліджень з Землі. Така поведінка, очевидно, пояснюється декількома факторами: иррегулярной формою місяця, ексцентричної орбітою і наявністю в безпосередній близькості іншого супутника - Титана (який знаходиться з Гіперіоном в орбітальному резонансі 3: 4), поряд з дією приливних сил з боку самого Сатурна. Цікаво, що завдяки такому хаотичному обертанню поверхню Гіперіона більш-менш рівномірно покрита темною пилом, яка потрапляє з іншого супутника - Феби - на його поверхню. У ще одного супутника Сатурна - Япета - цієї пилом припадає лише «передня» (по ходу орбітального руху) поверхню.

Вперше Велика Червона Пляма побачив Джованні Кассіні в 1665 році. Спочатку астрономи припускали, що це тверде утворення на поверхні планети, але апарати Pioneer 10, Voyager 1 і 2, Galileo, Cassini і New Horizons дозволили розглянути Велика Червона Пляма у всіх подробицях.

Найбільший і найдовший шторм: Юпітер

Найбільша планета Сонячної системи, названа на честь головного бога грецького пантеону, привертала увагу астрономів з давніх часів, а з моменту появи телескопів стало можливим розглянути деякі подробиці на її диску. У 1665 році Джованні Кассіні, професор Університету Болоньї, побачив на поверхні Юпітера освіту, яке назвали Великим Червоним Плямою (БКП). Це атмосферний освіту - гігантський антициклон розмірами 35 000 км в довжину і 14 000 в ширину (причому століття тому Пляма було в два рази більше), тобто в три рази більша за Землю. Велика Червона Пляма трохи дрейфує по довготі в ту чи іншу сторону, при цьому широта (приблизно 22 ° південної широти) залишається тією ж. Газ в антициклоні обертається проти годинникової стрілки близько шести земних діб, при цьому швидкість вітру на краях цього урагану досягає 360км / год. На початку 2010 року, використовуючи ІЧ-спектрометр VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid Infrared) телескопа VLT (Very Large Telescope) Європейської південної обсерваторії, астрономи вперше отримали можливість познайомитися з теплової структурою урагану і розподілом температур всередині нього. Проте як і раніше не ясно, що надає плямі червоний колір.

Зустріч двох штормів. На трьох фотографіях, зроблених за допомогою телескопа «Хаббл» в 2008 році, видно, як Велика Червона Пляма поглинає невеликий шторм, який підійшов до нього надто близько. Від нього залишається тільки невеликий антициклонний завиток. За однією з версій, БКП живе довго, поглинаючи дрібніших побратимів і підживлюючи їх енергією.

Найбільші пилові бурі: Марс

Марс - одна з найбільш ймовірних цілей (а точніше, єдина) першої міжпланетної експедиції. Однак марсонавтів, які прибули на Червону планету, чекає дуже неприємний сюрприз - пилові бурі. Їх час - весна, коли полярні крижані шапки, що складаються з твердого вуглекислого газу (сухого льоду) і тягнуться на половину півкулі, випаровуються, збільшуючи атмосферний тиск; температурний градієнт між «талими» і покритими льодом областями породжує сильний вітер, який циркулює над цими областями; свою частку в зародження бурі вкладають і стокові вітри, що стікають з полярної шапки. Вітер піднімає пил, і в результаті з'являється пилова буря, яка може сягати на сотні і тисячі кілометрів і іноді навіть охоплювати всю планету і тривати тижнями і місяцями. Причини, за якими локальні бурі швидко ростуть і переходять в глобальні, вченим поки не ясні. Ці бурі відіграють велику роль у формуванні марсіанського клімату, змінюючи тепловий баланс, розподіл льоду і водяної пари як в глобальному, так і в локальному масштабі (особливо в полярних регіонах). Частинки пилу, підняті бурею, поглинають сонячне випромінювання і розігрівають атмосферу - під час бурі 2001 року із допомогою спектрометра TES (Thermal Emission Spectrometer), встановленого на борту станції NASA Mars Global Surveyor, було зафіксовано збільшення температури на 30 ° C. До того ж тертя частинок пилу породжує потужні електричні розряди. У 2007 році пилова буря завдала багато неприємних хвилин команді NASA, що відповідала за роботу ровера Opportunity. Справа в тому, що основне джерело енергії ровера - сонячні батареї, а під час пилової бурі кількість падаючого на поверхню сонячного світла різко знижується.

Ще одне цікаве марсіанське природне явище - «пилові дияволи». Це локальні торнадо, пилові смерчі, які утворюються при закручуванні висхідних потоків в атмосфері. «Пилові дияволи» не рідкість і на Землі - їх можна побачити практично в будь-який піщаної пустелі. Але на Марсі вони виростають до абсолютно лякає масштабу - їх діаметр може досягати півкілометра, а висота - 8 км. Пил в них сильно електризується при обертанні, генеруючи сильні електричні поля. Сліди марсіанських «курних дияволів» часто спостерігаються на знімках, зроблених орбітальними станціями (тим же Mars Global Surveyor), а марсіанський ровер Spirit зумів навіть зняти це явище відносно крупним планом в кратері Гусєва. Існує версія, що саме «курний диявол» струсив пил з сонячних панелей Spirit, продовживши функціонування марсоходу.

Найсильніша вулканічна активність: ІВ

Іо, найближчий супутник Юпітера, до 1970-х вважався «мертвим» світом на зразок Місяця. Однак в 1979 році інженер Лабораторії реактивного руху NASA Лінда Морабіто виявила на одному з технічних знімків, зроблених автоматичної міжпланетної станцією Voyager 1 для більш точного визначення власного місця розташування, дивне пляма. При уважному вивченні виявилося, що на знімках є ще кілька подібних плям і це - газопилові хмари вулканічного походження, викинуті на висоту понад 300 км двома вулканами, які були названі Пеле (богиня вулканів і вогню в гавайської міфології) і Локі (германо-скандинавський бог вогню). Яскрава червоно-оранжево-жовта поверхню Іо різко відрізняється від поверхонь більшості інших супутників, що виглядають набагато більш нудно. Така розфарбування - наслідок високої вулканічної активності в надрах Іо. На цьому супутнику розмірами трохи більше нашої Місяця розташовано більше 400 активних вулканів, що викидають сірку та її сполуки, які потім осідають на поверхні супутника, фарбуючи її в характерні кольори. Причина такого активного вулканізму - рух Іо по орбіті навколо Юпітера і взаємодія (орбітальний резонанс) з двома іншими супутниками - Європою і Ганимедом. Через резонансу орбіта Іо має невеликий ексцентриситет, і супутник, звернений однією стороною до Юпітера, відчуває лібрації, тобто трохи «погойдується», в результаті чого виникають потужні приливні сили, що створюють приливної горб з амплітудою в декілька сотень метрів. Ці деформації і стають джерелом теплової енергії, живить вулканізм Іо. Вулкани Іо, до речі, куди могутніше земних побратимів - зокрема, Локі вважається найпотужнішим вулканом в Сонячній системі (за деякими оцінками, його потужність перевищує потужність всіх земних вулканів разом узятих).

Стаття «Примхи погоди» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №12, Листопад 2010 ).