Представим маловероятный сценарий. Допустим, крупнейшая планета Солнечной системы внезапно заняло место Венеры. На небосводе вместо яркой Венеры появился гигантский полосатый шар. Этот мысленный эксперимент показывает не только поразительные визуальные изменения, но и фундаментальные угрозы стабильности нашей планеты.
Если бы Юпитер оказался на месте Венеры (то есть на орбите примерно 0,72 а.е. от Солнца), то с Земли он выглядел бы совсем иначе. Давайте разбираться.
В момент максимального сближения (антипозиция: Земля – Юпитер – Солнце, когда Земля находится «между» Юпитером и Солнцем), минимальное расстояние газового гиганта от Солнца составило бы приблизительно 41,9 миллиона километров.
Когда бы Юпитер оказался «за» Солнцем по отношению к нам, расстояние до звезды увеличилось бы до 257 миллионов километров. В таком положении расстояние до Юпитера равно сумме его орбитального радиуса (от Солнца) и расстояния от Земли до Солнца, то есть он находился максимально далеко от нас.
Таким образом, Юпитер как «внутренняя» планета к Земле будет «приближаться» до ≈ 0,28 а.е. и «удаляться» до ≈ 1,72 а.е. По сравнению со своей нынешней средней дистанцией (~4,2 а.е. в момент противостояния), это в десятки раз ближе.
Поскольку газовый гигант при такой перестановке станет внутренней планетой (как сейчас Венера и Меркурий в нашей Солнечной системе), он будет демонстрировать определенные фазы (как Луна). Наиболее ярким и визуально впечатляющим будет момент полной фазы, когда вся освещенная сторона Юпитера обращена к нам, а он при этом максимально близок к Земле (≈ 0,28 а.е.).
Угловой размер
Диаметр Юпитера ≈ 142 984 км. Если посчитать его угловой размер при разных расстояниях, получится следующее. При минимальном расстоянии (~ 0,28 а.е.) угловой размер составит 11,7 угловых минут, что в три раза меньше углового размера Луны. При максимальном расстоянии (~ 1,72 а.е.) он составит 1,7 угловые минуты. В нынешней положении (при ~ 4,2 а.е. в момент противостояния) Юпитер имеет угловой размер ≈ 40.
Когда Юпитер окажется ближе всего к Земле (примерно в 0,28 а.е., то есть около 42 миллионов км), его видимый размер на небе будет около 11–12 угловых минут. Для сравнения: диаметр полной Луны на небе примерно 30′. Получается, что «диск» Юпитера займет примерно треть диаметра Луны (30 / 3 ≈ 10). То есть мы увидим на небе очень крупный, почти «луноподобный» кружок, но чуть меньше, чем настоящая Луна.
Когда Юпитер окажется дальше всего (около 1,72 а.е., то есть примерно 257 миллионов км), его видимый размер сократится до примерно двух угловых минут. Это уже совсем маленький кружок, в 15 раз меньше по диаметру, чем Луна.
Видимая звездная величина Юпитера
Видимая величина — это то, насколько ярким кажется объект на небе. Чем меньше число, тем ярче объект.
В нашем случае, если Юпитер вдруг окажется на месте Венеры, его блеск (яркость) будет сильно меняться в зависимости от того, как близко и в каком «наклоне» мы его видим.
Когда Юпитер ближе всего (примерно 42 млн км от Земли) и у него «полная фаза» (то есть вся освещённая Солнцем сторона обращена к нам), он будет светить почти как полная Луна.
- Полная Луна имеет блеск около –12,7 (чем ниже число, тем ярче).
- Юпитер в такой позиции будет примерно –12,4.
Когда Юпитер находится не так близко и Солнце освещает его «в бок» (средняя фаза, примерно под углом 90°), он все равно будет очень ярким, но не как Луна, а где-то как самая яркая Венера.
- В таких промежуточных положениях его блеск может быть около –8…–10.
- Для сравнения: Венера сейчас достигает примерно –4…–5 (и считается очень яркой). Значит, Юпитер будет в несколько раз ярче любой современной «вечерней звезды».
Когда Юпитер наиболее удален (около 257 млн км от Земли) и видим как тонкий «серп» (близко к «новой фазе»), он все еще остается заметным (похожим по яркости на лучшую Венеру), но уже не гигантом.
- В этом «самом темном» состоянии его блеск будет порядка –4…–5. Это примерно так же, как сейчас блестящая Венера перед рассветом или после заката.
Таким образом:
Максимальная яркость (близко и «полный диск»): примерно –12,4. Это почти как полная Луна.
Средняя яркость («половинная фаза» и не самый близкий подход): примерно –8…–10. Это в разы ярче, чем нынешняя Венера.
Минимальная яркость (дальнее расстояние и узкая фаза): примерно –4…–5. То есть близко к сегодняшней яркости Венеры.
Если Юпитер окажется на месте Венеры, в лучшие моменты он будет настолько ярким, что станет «вторым самым светлым» объектом на небе после Луны (иногда почти как сама Луна), а в худшие моменты — всё равно будет светить примерно как Венера сейчас.
Цвет и детали Юпитера
Юпитер отражает значительную часть солнечного света из-за облачного покрова на своей поверхности. Этот облачный покров, состоящий из кристаллов метана и аммиака, эффективно отражает солнечные лучи, что делает планету очень яркой.
Газовый гигант выглядит бледно-желтовато-кремовым (с доминированием светлых бежевых, коричневатых и белых тонов). Под этим теплым цветом были бы видны полосы: светлые и темные, а также Большое Красное Пятно — самый большой атмосферный вихрь в Солнечной системе.
Даже на пике (m≈−12) диск Юпитера будет ярчайшим объектом ночного неба после Луны. Однако человеческий глаз не сможет детально разглядеть полосы — он увидит «большую» яркую круглую точку (похожую на очень яркую Венеру, но заметно больше по угловому размеру).
Если же взять в руки бинокль, то можно понять, что это диск, а не точка. Слабые полосы уже начнут угадываться, особенно при полной фазе (яркое освещение), но не будут слишком четкими.
Если же воспользоваться любительским телескоп, можно будет увидеть разные полосы и даже Большое Красное Пятно. Кроме того, такой телескоп позволит различить несколько более тонких полос, зоны, воронки.
Поскольку угловой размер достигает 11′, деталей видно будет больше, чем сейчас (когда он ~40″).
Ночью мы увидим на небе гигантский яркий диск. Это будет самый яркий объект после Луны, примерно как огромная желтоватая «лампа» в темном небе. Юпитер будет настолько ярким, что может казаться, будто он бросает легкую тень (как это делает Луна). Его цвет чуть теплее, чем у Луны: не чисто белый, а с легким кремовым оттенком.
Днем (в лучшие моменты): Когда Юпитер удален от Солнца на небе, он может быть заметен даже в сумерках или днем, если очень присмотреться, как сегодня это бывает с Венерой, но газовый гигант будет выглядеть гораздо крупнее.
Опасность для Земли
Если бы Юпитер переместился с нынешнего положения и стал внутренней планетой, занял место Венеры, это сильно изменило бы динамику всей Солнечной системы, в том числе положение и жизнь Земли.
Юпитер в сотни раз массивнее Земли и Венеры. Если бы он оказался на расстоянии 0,72 а.е., то его гравитационное влияние на Землю было бы куда сильнее, чем сейчас.
Сегодня влиянием Юпитера на Землю не так заметно, потому что он далеко. Но при 0,72 а.е. Юпитер стал бы вторым по силе гравитационным «соседом» (после Солнца). В результате наша орбита вокруг Солнца начала бы чуть сильнее «вибрировать»: ее форма (эллиптичность) и наклон относительно плоскости эклиптики (плоскости земной орбиты) могли бы постепенно меняться.
Такие изменения влияют на климат Земли очень медленно (десятки и сотни тысяч лет), но они есть. Чем ближе и массивнее сосед, тем сильнее «раскачка». Соответственно годовой цикл сезонов и распределение солнечного света (циклы льдов/тепла) менялись бы со временем в сравнительно больших пределах.
Сейчас Юпитер действует как «щит» для Земли: он захватывает или рассеивает (гравитационно «выбрасывает») большую часть комет и астероидов из пояса Койпера и пояса астероидов, не пуская их внутрь Солнечной системы.
Если Юпитер окажется ближе к Солнцу, он начнет более активно «оторвать» кометы с внешних орбит и метать их либо к Солнцу, либо «подбрасывать» им новые траектории. Некоторые из этих комет окажутся на пути к Земле.
Одновременно юпитерианские возмущения астероидов из пояса между Марсом и Юпитером (или того, что останется от этого пояса после перестановки) будут иными: часть мелких тел может направиться в сторону Земли. В итоге число мелких и средних метеороидов, достигающих окрестностей нашей орбиты, скорее всего возрастет, увеличив частоту метеорных дождей и вероятность небольших (но заметных) столкновений с Землей.
Планеты могут попадать в так называемые орбитальные резонансы, когда их периоды обращения соотносятся простыми дробями (например, 2:1, когда одна планета делает два оборота, пока другая делает один).
Сейчас Земля и Юпитер почти не взаимодействуют в подобных «простых резонансах», но при 0,72 а.е. период обращения Юпитера вокруг Солнца составил бы ≈ 0,61 земных года (порядка 223 дней). Между 1 годом и 0,61 годами легко найти простые дроби (например, 5:3 ≈ 1,67, 3:2 = 1,5, 2:1 = 2). Если бы возник резонанс 2:1 (Юпитер делает 2 оборота, а Земля — 1), то резонансы начали бы «потряхивать» орбиту Земли еще сильнее.
Со временем это могло бы привести либо к тому, что орбиты слегка «увели» Землю ближе или дальше от Солнца, либо к тому, что система вообще стала бы менее стабильной, и изменение может привести к относительно большим колебаниям климата (морозы/жары) в масштабах тысяч–десятков тысяч лет.
У Юпитера очень мощное магнитное поле, которое простирается на миллионы километров. Сейчас его границы доходят почти до орбиты Сатурна.
Если он окажется на 0,72 а.е., часть его огромной магнитосферы может напрямую «пересечься» с орбитой Марса и даже благополучно дотянуться до пояса астероидов. Для Земли это значит, что она окажется ближе к мощному источнику заряженных частиц и радиации (особенно вблизи магнитных «линиий» Юпитера).
Влияние на космическую погоду: спутники и космические корабли вокруг Земли могли бы чаще сталкиваться с высокоэнергетическими частицами, что усложняет работу систем жизнеобеспечения на орбите.
На саму Землю: большая часть этой «вендетти» магнитных частиц от Юпитера не проникнет сквозь плотную атмосферу. Однако более активные радиационные пояса могли бы «пересечь» орбиту Луны и оказать заметное влияние на пилотируемые и роботизированные миссии.
В целом Земля и люди не пропадут, но жизнь маленькими шагами поменяется: станет чуть больше «звездного дождя», больше работы для служб, следящих за астероидами, и более сложные условия для космических полетов из-за усиленной радиации. Климат же будет меняться очень медленно, и мы бы не заметили это за одну-две жизни, но геологически со временем получили бы более выраженные «ледниковые» и «теплые» циклы.
-----
Если понравился материал и вы считаете его познавательным и стоящим вашего внимания, вы можете поддержать автора «трудовым рублем» (5336 6902 0053 5906), либо через Дзен по ссылке.