Всем привет, народ!
Это подкаст Звездануло, в котором я перевожу науку на человеческий язык.
Вот тутова Ютуб:
А вот тут - Яндекс.музыка:
Сегодня продолжим наше знакомство с планетами Солнечной системы. В прошлом выпуске мы гуляли по планетам земной группы до пояса астероидов, а сегодня я хотел рассказать про газовых гигантов и пояс Койпера. Ну и, может быть, зацепить облако Оорта. Но когда начал писать выпуск – понял, что придётся его делить. Очень много информации, а к получасовым выпускам я пока морально не готов) Так что сегодня я расскажу про последние две из пяти планет, видимых невооружённым глазом.
Начинать будем с Юпитера.
Газовый гигант. И правда гигант. Самая большая планета Солнечной системы. Единственная планета, которая вращается НЕ вокруг Солнца, а вокруг общего центра масс, который лежит за пределами звезды. Остальные планеты вращаются тоже вокруг центров масс с Солнцем, но все они лежат внутри светила. А вот Юпитер отличился. Ну, что позволено Юпитеру – не позволено быку. Его назвали в честь бога-громовержца. Римский аналог Зевса, в общем.
На Юпитер приходится чуть больше семидесяти одного процента от массы ВСЕХ планет нашей системы при том, что состоит он в основном из водорода и гелия.
Радиус больше земного плюс-минус в одиннадцать раз. Массой Юпитер больше нашей планеты в 317 раз, а плотность примерно как у Солнышка. И меньше нашей раза в четыре. Гравитация почти в два с половиной раза больше нашей.
Большая часть экзопланет, которые мы сегодня знаем сопоставимы по массе и радиусу с Юпитером, поэтому часто именно размеры Юпитера используют как эталон для сравнения. Я вот Юпитер с Землёй сравниваю, а планеты за пределами Солнечной системы сравнивают с Юпитером. Вот так-то.
Ещё из интересного. Юпитер – самый вертлявый. В том смысле, что оборот вокруг своей оси планета совершает быстрее остальных планет. И здесь есть свой прикол. Сутки на экваторе длятся 9 часов и 50 минут, а ближе к средним широтам – 9 часов и 55 минут.
Такие дела. Сплющенная планета, радиусы разные немного, вот и играет. Но давайте представим, что вот эта вот махина, у которой радиус в 11 раз больше нашего, вокруг себя оборачивается в два с половиной раза быстрее. Если мне здесь-то суток не хватает, что там будет? Поспал, поел и уже снова спать пора. А год на Юпитере длится чуть больше 11 с половиной земных. Ну хоть здесь понятно более-менее.
На данный момент считается, что большую часть Юпитера составляет атмосфера. Её делят на три слоя: водородный, водородно-гелиевый и на нижнем ярусе уже расположились всякие аммиаки, гидросульфаты и прочая разность. Полагают, что там даже может быть жидкая вода капельками.
Но при этом давление в нижнем слое атмосферы примерно равно нашему земному, то есть – 1 бар. А температура аж минус 130 градусов по Цельсию.
Ещё глубже учёные предполагают слой металлического водорода. Если вкратце, то это передавленный газ, который проявляет некоторые металлические свойства. Я позже расскажу как-нибудь конкретнее, но пока важно понимать, что температура водорода там колеблется между шестью с небольшим и двадцатью одной тысячей градусов по Кельвину. Можете отнять 273 целых и пятнадцать сотых градуса, чтобы получить Цельсии, но особо вам это погоды не сделает. Там жуткое пекло. И давления от 200 до 4000 гигапаскалей. Если в наши атмосферы – от двух до сорока миллионов примерно наших атмосфер, если я правильно считаю.
Четкой границы между жидким и газообразным водородом нет, так что предстваьте себе, как вода кипит в кастрюле под крышкой. Пока мы предполагаем, что там что-то такое, только с водородом творится.
Ну и учёные предполагают, что под всей этой газовой оболочкой-таки есть какое-то каменное ядро.
На планете штормит. Сорость ветра доходит до шестисот километров в час. Есть большое красное пятно – это огромный неутихающий вихрь. Полный оборот вокруг себя этот ураган совершает аж за 6 земных суток. Прикол в том, что внутри он вращается по часовой стрелке, а снаружи – против. Учёные думают, что это из-за того, что есть небольшая разница в температурах. То есть, в средняя температура урагана примерно -163 градуса, но между окраинами и центром есть разница примерно в 3-4 градуса.
Ещё Юпитер полосатый. У разных полос разные скорости, ну и цвета тоже. Предполагают, что светлые полосы окрашены аммиаком, а красные – гидросульфидом аммония.
На Юпитере есть магнитосфера раз в двести посильнее земной, и прикол в том, что она не просто дипольная. Есть ещё квадрупольные и октупольные компоненты. Не пугаемся, я вас без объяснения не оставлю. Грубо говоря, это значит, что у Юпитера можно выделить аж восемь магнитных полюсов. Выглядит это примерно как полоски на арбузе. Компас с ума сойдёт.
Полярные сияния видели практически во всех спектрах. Инфракрасное видели, видимое видели, ультрафиолетовое видели, рентгеновское видели. Везде посветил, умничка. Ну, может, кроме гамма-излучения.
Сейчас мы знаем о 80 спутниках Юпитера, но начиналось всё с 4 самых крупных. Европа, Ио, Каллисто и Ганимед. Их обнаружил Галлилей и названы они, естественно, галлилеевыми. Галилео усовершенствовал подзорную трубу и разглядел четыре каменюки у нашего полосатика. Прорыв, конечно, фантастический.
Вообще, Юпитер – пожалуй, самая популярная планета для наблюдений у астрономов-любителей. Наверное, поэтому и скорость света впервые прикинули от Юпитера. Давайте коротко расскажу. Это прям круто, как мне кажется. Галлилеевы спутники вращаются вокруг Юпитера, математики и физики описывают эти движения и замечают, что периоды обращения спутников то короче то длиннее. Ничего не меняется, но создается ощущение, что время от времени эти спутники сами по себе замедляются и ускоряются. В 1671 году Олаф Рёмер понял, что это зависит от того, как далеко Юпитер от нас находится. То есть, в моменты, когда Юпитер становится ближе к Земле, спутники как бы ускоряются, а когда Юпитер отдаляется, спутники вроде притормаживают. Но если предположить, что движение спутников не меняется, то получается, что свету не всё равно, какое расстояние преодолевать. До этого считалось, что свет двигается мгновенно с бесконечной скоростью. А Рёмер понял, что скорость света конечна в принципе и прикинул, что она равна примерно двумстам пятнадцати тысячам километров в секунду.
Ещё среди спутников Юпитера есть такие, которые вертятся в обратную от всех сторону. То есть, все, условно, по часовой хороводят вокруг планеты, а эти – против. Учёные, недолго думая, придумали, что имена таких спутников будут заканчиваться на букву е. Всё довольно просто)
Ну и напоследок. Есть мнение, что если бы вещества было раз в семьдесят пять больше, то вместо планеты, Юпитер стал бы каким-нибудь коричневым карликом, то есть уже звездой. А если бы вещества было бы в четыре раза больше, то силы гравитации сжали бы Юпитер до меньших размеров. А если бы у бабушки…кхм…
Ладно, у меня не все выпуски такие длинные, как я тут про Юпитер размахнулся. Давайте к Сатурну переходить.
Окольцованный гигант.
Назван в честь бога земледелия. Если проводить аналогию с греческим пантеоном – это Кронос. Тот, который папа Зевса. Ну да ладно.
Сатурн – вторая планета по размерам в Солнечной системе. Около 21 процента массы всех планет приходится на Сатурн.
Год на Сатурне длится около двадцати девяти с половиной земных лет.
Что касается суток, то тут ситуация почти как с Юпитером. Сатурн – самая сплюснутая планета нашей системы, так что на экваторе сутки длятся почти на полчаса дольше, чем на полюсах.
А вообще, по соглашению, средние сутки на Сатурне длятся 10 часов 34 минуты с небольшим. Бюрократия, чтоб её.
Радиус Сатурна на экваторе в полтора раза больше длины земного экватора. 60 тысяч километров. А уж длина экватора больше нашей примерно в 9 с половиной раз. Масса Сатурна примерно в 95 раз больше земной, но плотность низковатая. Сатурн – единственная планета, чья плотность меньше плотности воды. И это довольно известный факт, что если бы мы нашли достаточно большой бассейн, то Сатурн единственный из всех планет нашей системы бы плавал в воде, а не тонул. Исходя из всего вот этого, гравитация практически близка к нашей – около 10,5 м/с^2.
По большей части, планета тоже состоит из водорода и гелия. Также как и у Юпитера, на более глубоких слоях водород становится металлическим и давление там уже около 3 миллионов атмосфер. А уже совсем в центре планеты предполагают ядро уже из всяких силикатов, льда и металлов. Температура там больше 11 тысяч градусов.
Интересно, что Сатурн излучает в два с половиной раза больше энергии, чем получает от Солнца. Это механизм Кельвина-Гельмгольца. Когда планета остывает – она сжимается и потенциальная энергия сжимающихся слоев переходит в тепловую. Чтобы понять, что такое потенциальная энергия, и как она зависит от высоты – представьте, с какой силой ударится об пол мяч, упавший со стола и с дерева. Так вот, в механизме Кельвина-Гельмгольца падает не мячик, а атмосфера, скажем так. И вот эта энергия падения переходит в тепловую.
Магнитное поле Сатурна – второе по мощности, скажем так, в Солнечной системе. Первенство у Юпитера, конечно. У Сатурна поле ярко дипольное, то есть никаких там всяких непонятных магнитных полюсов. Два и точка.
Если у Юпитера есть знаменитое большое красное пятно, то у Сатурна – гексагон. Это шестиугольное плюс-минус правильное какое-то образование из облаков колоссальных размеров. В этот шестиугольник поместилось бы 4 Земли. Он довольно стабилен. Если большое красное пятно держится уже лет двести, то, конечно, гексагон заметили поздновато – когда там Вояджер пролетал в восьмидесятых. Но до сих пор это неведомое нечто стабильно держится и не рассасывается.
Сатурн – одна из пяти планет, которые можно увидеть невооружённым глазом. Впервые в телескоп его наблюдал Галилей. Появилась у мужика игруха новая. Я бы тоже всё рассматривал, понятно же. В общем, у Галилея телескоп был слабенький и он не понял, что увидел у планеты кольца. Подумал – спутники большие. Уже лет через пятьдесят Христиан Гюйгенс увидел, что это оказывается кольца. А ещё лет через пятнадцать-двадцать Джованни Кассини заметил щель между этими кольцами. Так она сейчас и называется – щель Кассини. Вообще, замечаете, сколько известных фамилий проскакивает в подкасте и какая очередь огромная из значимых имён на названия зондов и прочих космических аппаратов? В общем, кольца Сатурна состоят преимущественно из льда и пыли. Диаметр колец около четверти миллиона километров, но вот толщина не доходит и до одного километра. Если все кольца собрать в один монолитный спутник – он был бы довольно маленьким. Около 100 километров в диаметре всего. Так что выглядит это всё, конечно, шикарно и офигеть как много, но по факту такое себе. У Сатурна есть спутники и побольше. Про все говорить не буду, но на Титане Джерард Койпер открыл мощную атмосферу. С тех пор это пока единственный спутник в Солнечной системе с атмосферой. Так мало того – кроме Земли – это единственное место, где есть жидкость на поверхности. Не исключено, что там может быть какая-то простейшая жизнь. Хотя в мае 11 года НАСА заявили, что Энцелад наиболее приспособлен к жизни после Земли. Ещё говорят про Европу, но та у Юпитера. В общем, пока мы даже в собственной Солнечной системе не все кулуары изучили.
Ну и давайте закругляться на этом.
Мы рассмотрели пять планет, которые можно увидеть в ночном небе просто глазками без ничего. Да, я в курсе, что есть ещё Уран, который тоже периодически можно увидеть, но он настолько тусклый, что его видимая звёздная величина очень близка к пределам человеческого зрения, да и долгое время его считали звездой. Так что оставим его на следующий выпуск.
А пока перейдём к закадру.
Я задумался о том, чтобы начать какое-то, скажем так, классическое образование по нашей теме. Если вдруг у кого-то есть ненужные книги по теоретической физике, космологии, математике разного рода, кроме школьной, что логично, и вы готовы ими поделиться – напишите, пожалуйста, в личку.
Ну и остальное как обычно – донаты, подписка на бусти, отзывы, лайки, гуглоформа, ссылки на всё будут в описании)
С вами был Роман Юдаев.
Услышимся в следующем выпуске.
