Юпитер. История открытия и немного мифологии: Страница 2

Оглавление статей
Юпитер. История открытия и немного мифологии
Страница 2

Страница 2 из 2

 

 

Первые межпланетные станции для исследований галилеевых спутников и первые сенсационные снимки

С началом новой фазы в развитии планетной астрономии — переходом от наземных телескопических наблюде­ний планет и их спутников, к непо­средственному их посещению — не бы­ли обойдены вниманием Юпитер и его спутники. В 1971 г. была запущена ав­томатическая межпланетная станция (АМС) Pioneer-Ю, а через год — Pioneег-11. В насыщенной научной програм­ме, которую выполняли эти аппараты, были предусмотрены и наблюдения в окрестностях Юпитера. Pioneer-10 ока­зался вблизи третьего спутника (Ганимеда) уже в декабре 1973 г. Конечно, сближение было относительным, так как АМС изучала Ганимед с расстоя­ния 750 000 км. Но все же не с расстоя­ния в почти 1 млрд. км, которое отделя­ет Юпитер и его свиту от астрономов Земли!

Image 

В апреле 1974 г. Pioneer-11 пролетел на расстоянии 42 000 км от поверхнос­ти Юпитера.

В дальнейшем в окрестностях Юпите­ра побывали межпланетные станции Vo­yager-1 (1977 г.), Voyager-2 (1977 г.), Ga­lileo (1989 г.) и Cassini-Huygens (1997 г.). Из всех перечисленных АМС только Galileo был предназначен для длитель­ного изучения Юпитера.

Первые фотографии поверхности га­лилеевых спутников оказались сенса­ционными. Земляне впервые увидели разнообразный рельеф поверхности, существенно отличающийся у каждого из спутников Юпитера. На Ио была вы­явлена активная вулканическая дея­тельность (Voyager-1, 1979 г.), на жел­товатой поверхности Европы обнару­жена густая сетка выпуклых трещин.

На фотографиях темной поверхнос­ти Ганимеда и Каллисто зафиксирова­ны светлые следы многочисленных ме­теоритных ударов. Судя по первым снимкам, сделанным Pioneer-Ю, лед и каменистые породы лежат на повер­хности Ганимеда черезполосно, учас­тками протяженностью в сотни кило­метров. Снимок Ганимеда, переданный аппаратурой Pioneer-Ю, показывает, что этот спутник Юпитера имеет атмосферу. Поверхность всех галилеевых спут­ников, за исключением экваториаль­ных поясов Ио, где происходят вулка­нические извержения, очень холодная, температура там не превышает -150 С. Подобно Луне, все эти спутники обра­щены к планете одной стороной.

Сюрпризы «первого» галилеевого спутника

Из всех 128 спутников планет осо­бенно привлекательны семь самых крупных: Луна (единственный естес­твенный спутник Земли), четыре гали­леевых спутника Юпитера (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто), крупнейший спутник Сатурна Титан и спутник Неп­туна Тритон. Природа этих спутников по-прежнему таит немало загадок, а бо­лее близкое знакомство с ними препод­носит нам множество сюрпризов. О не­которых неожиданных открытиях и сюрпризах космических миссий к сис­теме спутников Юпитера и предлагает­ся этот небольшой обзор.

Галилеев спутник Ио лидерство «первого», т.е. ближайшего к Юпитеру спутника удерживал более 280 лет. Лишь в 1892 г. Э. Барнард открыл пя­тый спутник (Амальтею), орбита кото­рого проходит на 240 000 км ближе к поверхности Юпитера, чем у Ио.

Почти одновременно с открытием радиационных поясов Земли (1958 г.) было обнаружено и дециметровое радио­излучение Юпитера. Возникло подо­зрение, что и у Юпитера имеются ради­ационные пояса и, что источник деци­метрового радиоизлучения находится в них. В 1964 г. было показано, что радио­излучение исходит из пространства, намного превышающего диаметр Юпи­тера. Кто мог тогда предположить, что вокруг этой планеты расположен ги­гантский природный ускоритель час­тиц, в действии которого принимают участие галилеевы спутники?

Радиационные пояса через магни­тосферу (открыта Pioneer-10) связаны с планетой. Магнитосфера Юпитера со­стоит из трех зон. Дипольное магнит­ное поле преобладает и простирается примерно на расстояние до 1,2 млн. км. Эта часть магнитосферы обращается вместе с планетой с периодом 10 часов и сродни увеличенным в 100 раз земным радиационным поясам. Магнитосфера и радиационные пояса Юпитера — это гигантский природный ускоритель за­ряженных частиц. Радиационные поя­са Юпитера имеют сложную структуру. Составляющие ее частицы образуют как бы изолированные полости вокруг планеты. Измерения, выполненные на АМС Pioneer-11 (трасса пролета была построена иначе, чем у Pioneer-Ю) по­казали, что на процессы во внутренней части пояса активно влияет один из крупнейших спутников Юпитера — Ио, и отчасти следующий — Европа.

Ио обращается в самом радиацион­ном поясе на расстоянии 422 000 км от центра планеты. Еще Pioneer-Ю в 1973 г. обнаружил, что у этого спутника есть ионосфера — заряженный электричес­твом верхний слой атмосферы. Как это влияет на работу самой гигантской «ра­диостанции», именуемой Юпитером? Решением этой задачи занялся Pioneer-11, но уже 1974 г. Ученые Калифорний­ского университета (США) обработав данные, полученные от этой космичес­кой станции, пришли к выводу, что си­ловые линии колоссального магнита, которым служит Юпитер, проходят как раз «сквозь» его спутник Ио. А сам спутник, представляет собой что-то вроде реостата.

Когда Ио, двигаясь по своей орбите, пересекает магнитное поле Юпитера, ионосфера спутника «сортирует» ско­пившиеся там заряды: положительные оказываются по одну его сторону, а от­рицательные — по другую. Так между ними образуется электрический потен­циал, достигающий 400 киловольт. Стоит Ио занять в небе Юпитера опре­деленную позицию, как возникает мощный разряд, электрический ток в миллионы ампер устремляется по магнитно-силовым линиям от спутни­ка к планете. Ионосфера самого Юпи­тера отражает этот поток к Ио, а отту­да он мчится обратно, замыкая элек­трический контур. Вот тут и возника­ет буря энергичных электронов и вспышка в дециметровом диапазоне радиоволн. Мощность этой энергосис­темы в 20 раз превышает суммарную мощность всех земных электростан­ций. Это и есть то дециметровое радио­излучение Юпитера, которое было за­фиксировано на Земле еще в конце 50-х годов.

То, что у Юпитера есть магнитное по­ле и ионосфера, означает, что на нем должны быть полярные сияния. Вот их то и обнаружил Voyager-1, причем не там, где в это время стояла ночь, а на дневной стороне Юпитера.

Когда же Voyager-1 миновал плане­ту, фотокамера установленная на бор­ту станции засняла (теперь уже на ночной стороне) гигантскую дугу по­лярного сияния, протянувшуюся на 30 000 км — у нас на Земле дело небы­валое! Да и яркость этой дуги намного превышала те сияния, что видят наши полярники. «Поджигателем» такого великолепного фейерверка служит, конечно же, галилеев спутник Ио: си­яния явно возникают там, где «баран­ка» ионизированной серы Ио проеци­руется на атмосферу Юпитера вдоль его магнитных линий.

Полярные сияния обнаружены и в ионосфере Ио, они были зафиксирова­ны в мае 1998 г. аппаратурой Galileo. В 1974 г. астрономами-наблюдателя­ми Н. Б. Ибрагимовым и А. А. Атаи (Шемахинская астрофизическая обсер­ватория, Азербайджан) с помощью 2-метрового телескопа и мощного спек­трографа был зафиксирован не только натрий в излучении от поверхности Ио, но также кальций, магний и железо.

Серия спектрограмм спутника, полу­ченная с помощью эшелеспектрографа , установленного на 1,5-метровом реф­лекторе обсерватории Маунт Хопкинс, американскими астрономами Р. Брау­ном и Ф. Чаффи, подтвердила наличие эмиссионной линии желтого дублета натрия в разряженной атмосфере спут­ника. В декабре 1976 г. снимки натрие­вых облаков, окружающих Ио, были получены в Лаборатории реактивного движения (США) на 60-сантиметровом телескопе обсерватории Тейбл-Маунтин в Калифорнии. Долгие годы иссле­дователи искали причины появления этих облаков, а также наличия в разра­женной атмосфере спутника других ме­таллов. Ни у одной из атмосфер планет Солнечной системы свечения натрия по­ка не наблюдалось. Не было оно обнаружено и у соседей Ио: Европы, Ганимеда и Каллисто. А разгадка пришла только после того, как 5 марта 1979 г. приборы Voyager-1 зафиксировали извержения, по крайней мере, шести вулканов на Ио.

Таким образом, выявленные еще наземными наблюдениями в 1974 г. линии излу­чения натрия и других металлов в спектре спутника и вдоль его орбиты, скорее всего, связаны именно с извержениями вулканов на спутнике Ио (натриевые об­лака были обнаружены вдоль орбиты Ио на расстояниях до 34 радиусов Юпитера = 4,9 млн. км).

Анализ и решение многих поставленных планетологией задач показывают, что наиболее существенным источником новой и важной информации по-преж­нему остаются космические исследования планет и их спутников с помощью ав­томатических межпланетных станций и спускаемых на поверхность этих небес­ных тел аппаратов.

 

Анатолий Житецкий

« Предыдущая — След.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все о космосе
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: