Google+
ИНТЕРПРЕТАЦИИ «АЛИСЫ В CТРАНЕ ЧУДЕС» Сбывшийся киберпанк 100 лучших книг Нанороботы
Версия для печатиМашина времени: Космос. Солнечная система на снимках орбитального теле...
Кратко о статье: Орбитальный телескоп «Хаббл» был создан для наблюдения за далёкими объектами Вселенной, но его приборы позволяют изучать и более близкие космические тела: планеты Солнечной системы, их спутники и даже астероиды. Устраивайтесь поудобнее: мы отправляемся в тур по Солнечной системе!

Большие и малые миры

Солнечная система на снимках орбитального телескопа «Хаббл»

Если бы у нас был телескоп на орбите, он помог бы нам ответить на важнейшие вопросы: изогнуто ли пространство, конечна Вселенная или бесконечна. Он помог бы рассмотреть отдельные звёзды в самой далёкой галактике и проанализировать их спектры... Больше того, он помог бы нам ответить на самые экзотические вопросы — например, на вопрос: «Есть ли разумная жизнь на Марсе?»
Лайман Спитцер «Астрономические
преимущества внеземной обсерватории»

Орбитальный телескоп «Хаббл» создавался для наблюдения за туманностями и галактиками, однако инструменты на его борту позволяют изучать не только далёкие объекты, но и космические тела Солнечной системы, то есть мир в непосредственной близости от Земли. В конце XX века астрономам казалось, что они знают о Солнечной системе всё, и каких-то неожиданных открытий больше не будет. Однако «Хаббл» быстро доказал, что это не так: Солнечная система по-прежнему таит немало загадок. Взгляды на окружающий мир начали меняться, причём часто — кардинальным образом.

 

ВОЗМОЖНОСТИ «ХАББЛА»

«Хаббл» на орбите.

Космический телескоп-рефлектор «Хаббл» был доставлен на орбиту 24 апреля 1990 года в грузовом отсеке шаттла Discovery. Главный инструмент космического телескопа — зеркало Ричи-Кретиена диаметром 2,4 метра. Из-за производственного дефекта «Хаббл» давал изображение намного хуже, чем такой же телескоп на Земле. Пришлось отправить в космос команду астронавтов, которые установили на телескоп своеобразные «очки» — систему оптической коррекции COSTAR из двух особых зеркал. После этого «Хаббл» заработал как надо и стал передавать на Землю потрясающие снимки. Тогда же он начал изучать и Солнечную систему.

Однако ещё до ремонта «Хаббл» использовался для наблюдений за необычными явлениями. К примеру, через несколько месяцев после запуска телескопа в слое облаков над Сатурном разразилась буря огромной силы. «Хаббл» был немедленно нацелен на планету: ведь такие бури на Сатурне — явление крайне редкое. Они случаются не чаще одного раза в тридцать лет. Сначала над планетой образовалось большое белое пятно, затем оно растянулось и опоясало экватор планеты кольцом облаков. Это наблюдение позволило установить скорость ветра.

Буря на Сатурне.

Возможности «Хаббла» широки: он наблюдает не только в видимой части спектра, но и в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах. При этом если самые большие наземные телескопы редко обнаруживают объекты слабее 25-й звёздной величины, то «Хаббл» разглядит объекты 28-й звёздной величины, что по светимости почти в 20 раз слабее.

В марте 2002 года «Хаббл» был оборудован усовершенствованной обзорной камерой с повышенной чувствительностью как к видимому, так и к ультрафиолетовому свету. Её установка повысила эффективность наблюдения телескопа в десять раз.

Однако и у такого совершенного инструмента есть ограничения. При помощи «Хаббла» нельзя изучать земную поверхность, поскольку его система поиска и чувствительность приборов рассчитаны только для наблюдений за космосом.

«Хаббл» не может наблюдать за Солнцем или освещённой частью Луны, ведь они слишком яркие. Опасность «ослепления» телескопа накладывает серьёзные ограничения и на слежение за внутренними планетами — Меркурием и Венерой.

В случае подобной угрозы телескоп автоматически закрывает наблюдательное отверстие специальной заслонкой и выключает все приборы. Возможность ошибки была исключена ещё на этапе подготовки.

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА ПО «ХАББЛУ»

За 15 лет работы на околоземной орбите «Хаббл» получил 700 тысяч изображений 22 тысяч небесных объектов. Рождение и смерть звёзд, причудливые туманности, необычные звёздные скопления, столкновения галактик, взрывы сверхновых, древнейшие объекты Вселенной — всё это мы смогли увидеть благодаря орбитальному телескопу. Но куда интереснее поближе взглянуть на то, что нас окружает. Планеты Солнечной системы изучены уже достаточно хорошо, но, подобно Земле, они не являются статичными, замершими навсегда объектами — они живут, меняются. Можно сказать, что, наблюдая за ними, мы узнаем «климат» в Солнечной системе.

Красочная панорама из 100 000 звёзд в центре шарового скопления омега Центавра.

Чужие планеты

Планета Осирис в представлении художника.

Возможности «Хаббла» настолько широки, что он способен увидеть не только небесные тела Солнечной системы, но и планеты у других звёзд. Телескоп уже обнаружил 16 объектов, которые, скорее всего, являются такими чужими планетами. Открытия были сделаны в рамках нового исследования, которое называется «Окно поиска транзитных внесолнечных планет в созвездии Стрельца» (SWEEPS) — «Хаббл» проверил 180 000 звёзд в центральном утолщении Млечного Пути, находящемся в 26 000 световых лет от Земли. Полученные данные совпадают с количеством планет, которые, как предполагалось, могут быть обнаружены при исследовании с такого большого расстояния. Если результат математически экстраполировать на всю галактику, то получится, что она содержит не менее шести миллиардов планет размером с Юпитер.

Помимо этого, «Хаббл» совершил ещё одно выдающее открытие: он первым в истории сумел определить химический состав атмосферы чужой планеты. Планета Осирис вращается вокруг звезды HD 209458 в созвездии Пегаса. «Хаббл» установил, что в атмосфере Осириса определённо присутствуют метан, пары воды и двуокись углерода. К сожалению, жизнь в нашем понимании на этой планете невозможна — она в полтора раза больше Юпитера, а температура на её поверхности достигает 1500 градусов.

ПРИВЛЕКАТЕЛЬНЫЙ МАРС

Марс — любимая планета фантастов. С того момента, когда в сентябре 1877 года Джованни Скиапарелли открыл сеть тонких линий на поверхности планеты, названных «каналами», многие люди были убеждены, что там обитает древняя и технологически развитая цивилизация. Даже создатели ракетно-космической техники ориентировались прежде всего на Марс, мечтая поскорее вступить в контакт с «братьями по разуму».

В настоящее время Марс изучают несколько космических аппаратов, составлена его подробная карта. Однако эти два снимка «Хаббла» всё равно особенные. На них мы видим Марс в период величайшего противостояния, которое случается раз в 60 тысяч лет. На левом снимке, сделанном 26 августа 2003 года, Марс находится на расстоянии 55 760 220 километров, на правом, сделанном 11 часов спустя, — на расстоянии 55 757 930 километров.

Интересно сравнить эти снимки с картой Марса, составленной по наблюдениям Скиапарелли. Сразу видно, что будь у астрономов XIX века столь же совершенный инструмент, как телескоп «Хаббл», то они никогда не додумались бы до фантастической гипотезы «каналов», ставшей крупным ляпом в истории современной науки.

Марс в период величайшего противостояния.

Карта Марса, составленная по наблюдениям Джованни Скиапарелли.

ЛЕДЯНАЯ ЦЕРЕРА

Церера была открыта 1 января 1801 года итальянским астрономом Джузеппе Пьяцци. Сначала её считали карликовой планетой, но потом между Марсом и Юпитером обнаружили другие, ещё более мелкие тела, и был определён новый класс объектов — астероиды. Тогда же возникла гипотеза, что астероиды образовались в результате разрушения планеты, которую учёные называют планетой Ольберса, а фантасты — Фаэтоном. Из-за этого долгое время считалось, что Церера — бесформенный обломок. Так её описывали в романах. Снимки Цереры, сделанные «Хабблом» в декабре 2003 и январе 2004 годов, показали, что на самом деле крупнейший астероид имеет форму шара со средним диаметром 950 километров и покрыт стокилометровым слоем льда. По запасам воды Церера превосходит Землю.

На поверхности Цереры различимы несколько светлых и тёмных структур, предположительно кратеров. По слежению за ними удалось точно установить период вращения Цереры: сутки на ней составляют чуть больше девяти часов. Самая яркая структура, хорошо видимая на снимке «Хаббла», уже получила имя — в честь первооткрывателя Цереры её назвали «Пьяцци». Возможно, это кратер, обнаживший ледяную мантию, или криовулкан.

Благодаря «Хабблу» был вновь поднят вопрос о статусе Цереры, и сегодня её вновь относят к классу карликовых планет, подобно Плутону и крупнейшим объектам пояса Койпера.

БЛАГОРОДНЫЙ ЮПИТЕР

Газовый гигант Солнечной системы.

Самая большая планета Солнечной системы — гигант Юпитер. Он также неоднократно удостоился внимания астрономов, работающих с «Хабблом». За время наблюдений было сделано несколько сотен уникальных снимков, которые позволили по-новому взглянуть на роль Юпитера в нашей системе.

Так, большой резонанс вызвало столкновение с Юпитером кометы Шумейкеров-Леви 9. Комета была открыта 24 марта 1993 года — уже тогда она представляла собой цепочку расщеплённых фрагментов. Расчёты показали, что до своего открытия комета прошла в 15 000 километрах от облачного покрова Юпитера. Приливные силы раздробили её на 21 фрагмент, растянувшийся цепочкой на 200 тысяч километров. При очередном сближении с планетой в июле 1994 года все обломки кометы со скоростью 64 км/с врезались в атмосферу Юпитера, вызвав мощные возмущения облачного покрова.

Грибовидное облако, возникшее над атмосферой Юпитера в месте падения фрагмента кометы Шумейкеров-Леви 9 (16 июля 1994 года).

Первый фрагмент вошёл в атмосферу Юпитера 16 июля. Температура вспышки была 24 000 градусов, а над верхними слоями атмосферы взбухло колоссальное облако раскалённых газов, которое сумел заснять «Хаббл». Самый крупный фрагмент столкнулся с атмосферой 18 июля — в результате через несколько часов там возникло тёмное пятно диаметром 12 000 километров, что сравнимо с размером Земли. Астрономы продолжили наблюдения и видели, как постепенно «размываются» пятна, оставленные обломками.

Ещё одно значительное столкновение с Юпитером произошло 19 июля 2009 года — астрономы-любители обнаружили необычное тёмное пятно и попросили подключиться к наблюдениям профессионалов. Телескоп «Хаббл», прошедший ремонт в мае, был немедленно направлен на Юпитер, и 23 июля астрономы увидели пятно в указанном месте. Открытие было подтверждено, хотя учёные так и не могут сказать, что же именно упало на планету-гигант: комета или астероид. Однако установили, что сила взрыва в 1000 раз превосходила Тунгусский взрыв 1908 года.

Новое падение на Юпитер изменило представления астрономов о столкновениях в Солнечной системе: до этого считалось, что они редки. Получается, благодаря своему мощному гравитационному полю Юпитер стягивает на себя кометы и астероиды, защищая таким образом внутренние планеты, включая Землю, от бедствий.

Пятна в атмосфере Юпитера, возникшие после падения обломков кометы Шумейкеров-Леви 9.

ОКОЛЬЦОВАННЫЙ САТУРН

Наблюдения за планетой-гигантом Сатурном начались практически сразу после выведения «Хаббла» на орбиту. При помощи телескопа открыли несколько лун Сатурна. Среди многочисленных снимков опоясанной кольцами планеты есть и уникальные.

К примеру, 24 февраля 2009 года астрономам удалось наблюдать прохождение четырёх больших спутников по диску Сатурна: Титана, Мимаса, Энцелада и Дионы. Это достаточно редкое событие, ведь сфотографировать транзит лун можно только в то время, когда кольца Сатурна обращены к земным наблюдателям «рёбрами», а это случается раз в 15 лет.

Зима 2009 года преподнесла ещё один сюрприз, связанный с Сатурном. «Хаббл» получил удивительный снимок, запечатлевший оба полюса планеты. А Сатурн «подыграл», устроив потрясающее световое шоу — полюса были охвачены полярными сияниями.

Сатурн со спутниками. Оранжевое пятно — его самый крупный спутник Титан

Огромный интерес у астрономов вызывает и самый большой спутник Сатурна — Титан. На Титане есть плотная атмосфера, там плещутся настоящие моря и идут дожди. Правда, океаны и дожди там не водяные, а этан-метановые. Температуры на Титане очень низки, около -180? Цельсия, а водяной лёд — вместо гранита. Поскольку поверхность Титана скрыта под облаками, долгое время не получалось разглядеть её. Только осенью 1994 года группа астрономов, работающая с «Хабблом», впервые сумела увидеть некоторые элементы поверхности. Снимки были использованы при составлении предварительной карты — она помогала определить место высадки аппарата Huygens probe.

Уникальный снимок: полюса Сатурна охвачены полярными сияниями.

Первые снимки поверхности Титана, полученные телескопом «Хаббл» с 4 по 18 октября 1994 года.

ФАНТАСТИЧЕСКИЙ УРАН

Планету-гигант Уран нельзя увидеть с Земли невооружённым глазом, поэтому она была открыта только после того, как появились астрономические инструменты. Хотя астрономы наблюдали Уран до Уильяма Гершеля, именно он первым понял, что видит не очередную звезду, а планету. Произошло это в 1781 году, но из-за удалённости Урана мы очень мало знаем о нём. Известно, что Уран, в отличие от других планет, «лежит на боку». У него тринадцать колец — причём два последних открыл телескоп «Хаббл». Кроме колец, «Хаббл» также помог отыскать пару ранее неизвестных небольших спутников, один из которых (Маб) разделяет свою орбиту с самым внешним кольцом.

Наблюдение за атмосферой Урана с помощью орбитального телескопа позволило составить график сезонных изменений на планете. Так, в течение короткого периода с марта по май 2004 года в атмосфере Урана было замечено активное формирование новых облаков. Наблюдения зарегистрировали скорость ветра до 229 м/с и постоянную мощную грозу. А 23 августа 2006 года было замечено тёмное пятно, свидетельствующее о возникновении колоссального вихря. Почему происходит такое резкое повышение активности, пока неизвестно — возможно, «экстремальный» наклон оси Урана приводит к «экстремальным» сменам сезонов.

Тёмное пятно в атмосфере Урана свидетельствует о быстрой смене сезонов.

Снимок Урана, его колец и спутников, сделанный телескопом «Хаббл».

БЕЗУМНЫЙ НЕПТУН

Планета-гигант Нептун была открыта Урбеном Лаверье в 1846 году «на кончике пера» — то есть сначала по возмущениям орбиты Урана было предсказано существование ещё одной массивной планеты, а затем она была вычислена и обнаружена визуально. Сегодня Нептун считается «пограничной» планетой — все тела Солнечной системы, находящиеся за его орбитой, записаны в класс «транснептуновых объектов».

«Лазурный» Нептун со спутниками.

Телескоп «Хаббл» ведёт периодические наблюдения Нептуна. Эта планета очень похожа на Уран, у неё есть спутники и кольца, однако Нептун заметно отличается по атмосферной активности: погода здесь более сурова, постоянно бушуют сумасшедшие штормы, а скорость ветра превышает звуковую. Космический аппарат Voyager 2 открыл на Нептуне Большое тёмное пятно — устойчивый шторм-антициклон, напоминающий Большое красное пятно Юпитера. Однако 2 ноября 1994 года космический телескоп «Хаббл» не обнаружил его на прежнем месте. Вместо него похожее образование было найдено в другом полушарии планеты! Такие процессы в атмосфере требуют мощного источника энергии, однако Нептун находится слишком далеко от Солнца и получает в 900 раз меньше солнечной энергии, чем Земля. Причина необычной атмосферной активности остаётся загадкой. Возможно, наблюдения «Хаббла» помогут разгадать её.

ДАЛЁКИЙ ПЛУТОН

Плутон был открыт Клайдом Томбо в 1930 году. Долгое время он считался девятой планетой Солнечной системы, но в 2006 году Международный астрономический союз зачислил его в категорию карликовых планет наряду с Церерой, внёс в список транснептуновых объектов и в перечень тел пояса Койпера. У Плутона есть спутник — Харон, открытый в 1978 году.

До запуска «Хаббла» о Плутоне было известно очень мало. В 2002 и 2003 годах «Хаббл» провёл серию наблюдений Плутона, по результатам которой была составлена предварительная карта поверхности этой отдалённой планеты. Более поздние снимки показали, что поверхность меняется. Плутон сделался существенно краснее, в то время как его хорошо освещённое северное полушарие постепенно начало становиться ярче. Учёные полагают, что это изменение цвета связано с таянием льда в районе северного полюса планеты и его замерзанием в районе южного по мере того, как Плутон вступает в новую фазу сезонного цикла, который длится 248 земных лет. Изменения на планете происходят из-за наклона оси её вращения и вытянутой эллиптической орбиты. Сочетание этих параметров делает сезоны на Плутоне несимметричными, поэтому переход от весны к лету в районе северного полюса происходит очень быстро.

Изображение Плутона, сделанное на основе снимков телескопа «Хаббл».

Благодаря «Хабблу» в мае 2005 года были открыты ещё два спутника Плутона, названные Гидра и Никта. Их существование — загадка, ведь нельзя объяснить, как они сформировались вблизи массивного Харона, а круговой характер их орбит говорит о том, что они не могли быть притянуты со стороны. Окажется ли загадка по зубам «Хабблу»? Впрочем, «Хаббл» — всего лишь инструмент, а ответы на вопросы должны давать учёные, которым он служит.

Плутон и его вечный спутник Харон.

Кто заменит «Хаббл»?

Космический телескоп имени Джеймса Вебба.

Орбитальный телескоп «Хаббл» хорошо послужил земной науке, однако его время подходит к концу. Он уже не удовлетворяет растущие потребности астрономов. В 2014 году в космос отправится космический телескоп имени Джеймса Вебба — он заменит «Хаббл».

Новый телескоп разместят в точке равновесия гравитационных сил Земли и Солнца, на расстоянии полутора миллионов километров от Земли. «Вебб» имеет составное зеркало диаметром 6,5 метра и солнечный щит размером с теннисный корт. Среди первичных задач «Вебба»: обнаружение света звёзд и галактик, сформированных сразу после Большого взрыва, изучение эволюции галактик, звёзд и планетных систем. Кроме того, новый телескоп будет искать признаки жизни во Вселенной. «Вебб» рассчитан на эксплуатацию не менее пяти лет. Разработчики надеются, что все 7000 астрономов, участвующих в проекте «Хаббл», будут пользоваться и «Веббом».

Комментарии к статье
Для написания комментария к статье необходимо зарегистрироваться и авторизоваться на форуме, после чего - перейти на сайт
РАССЫЛКА
Новости МФ
Подписаться
Статьи МФ
Подписаться
Новый номер
В ПРОДАЖЕ С
24 ноября 2015
ноябрь октябрь
МФ Опрос
[последний опрос] Что вы делаете на этом старом сайте?
наши издания

Mobi.ru - экспертный сайт о цифровой технике
www.Mobi.ru

Сайт журнала «Мир фантастики» — крупнейшего периодического издания в России, посвященного фэнтези и фантастике во всех проявлениях.

© 1997-2013 ООО «Игромедиа».
Воспроизведение материалов с данного сайта возможно с разрешения редакции Сайт оптимизирован под разрешение 1024х768.
Поиск Войти Зарегистрироваться