КОЛОСС ЮПИТЕР

Юпитер недаром получил имя главного римского бога - это самая большая из планет. По объему он в 1300 раз больше Земли и, несмотря на значительное удаление, бывает виден на земном небе лишь чуть-чуть слабее Венеры. Поперечник Юпитера превосходит поперечник Земли более чем в 10 раз, а его масса больше массы Земли в 300 раз.

Юпитер формировался в толстой и самой плотной части протопланетного облака. Именно сюда, в эту часть первичного протопланетного облака, «выметались» давлением солнечных лучей все легкие летучие вещества, в особенности водород и гелий. Благодаря густой «питательной среде» Юпитер вырос гигантом.

Химический состав Юпитера тоже резко отличается от химического состава Меркурия, Венеры, Земли и Марса - так называемых планет земной группы. Колосс Юпитер в этом отношении гораздо больше напоминает звезду, чем планету: он содержит в основном водород с примесью гелия.

Тело планеты состоит, по-видимому, целиком из отвердевшего водорода и гелия. Выше располагается аналогичная по составу водородно-гелиевая атмосфера, причем из-за высоких давлений нижняя часть атмосферы имеет большую плотность и вязкость. По своим механическим свойствам она скорее похожа на океан, чем на газовую оболочку. Таким образом, если углубляться постепенно в недра Юпитера, то сначала из обычной разреженной атмосферы попадешь в облачный слой - нечто вроде тумана с мелкими твердыми частичками, потом вступишь в слой значительного уплотнения, как бы слякоти, которая будет становиться все гуще и плотнее, покуда не окажется по существу твердой. Четко выраженной границы между твердым телом планеты и газовой оболочкой на Юпитере не существует.

Кроме водорода и гелия, как показывают спектральные измерения, в верхних слоях атмосферы Юпитера в большом количестве присутствуют также водородные соединения - газы метан СН4 и аммиак NH3. Метан - тот самый природный газ, который широко используется в городах в кухонных газовых плитах. Не исключено, что в атмосфере Юпитера имеется в некотором количестве и кислород. В результате химического соединения кислорода с водородом должна была образоваться вода. Но вода при низких температурах Юпитера - а он ведь очень далеко от Солнца - неизбежно замерзает и оседает на поверхность планеты. Если это действительно так, то далеко внизу, под облачным покровом Юпитера, вполне может находиться толстый слой льда.

Уже в небольшой телескоп Юпитер выглядит как золотистый диск, пересеченный темными и светлыми волокнистыми полосами. Эти полосы тянутся параллельно друг другу и параллельно экватору планеты. Диск кажется слегка вытянутым в направлении полос, и это первое впечатление совершенно справедливо. Юпитер делает полный оборот вокруг оси всего за 10 часов и из-за большой скорости вращения заметно сжат у полюсов.

Полосы Юпитера - это следы общих атмосферных течений, своего рода «пассатов», которые непрерывно дуют параллельно экватору. День ото дня структура полос и связанные с ними неправильной формы пятна облаков меняют свои очертания, хотя общий характер распределения основных деталей всегда остается одним и тем же.

Самое удивительное образование в атмосфере Юпитера - Большое красное пятно. Впервые на него обратили внимание в 1878 г., когда оно растянулось на 50 тыс. км и бросалось в глаза как огромная кирпично-красная область атмосферы. Впоследствии, анализируя старые наблюдения, астрономы нашли красное пятно и на прежних зарисовках вплоть до XVII в.

Красное пятно сильно меняется в размерах - то оно бывает очень резким и большим, то почти исчезает. Око заметно меняет свое положение относительно поверхности планеты: то ли оно дрейфует, подобно айсбергу в океане, то ли немного смещается в разные стороны, как буй, укрепленный на якоре с длинной цепью.

Что представляет собой Большое красное пятно, никому из астрономов с достоверностью не известно. В прежние времена бытовало утверждение, что пятно обусловлено вулканической активностью,- что это-де, попросту говоря, наблюдаемый нами след огромного огнедышащего вулкана. Однако наличие вулкана никак не вяжется с представлениями о «рыхлом», водородно-гелиевом Юпитере. Позднее предпочитали думать, что пятно - это совершенно необычное твердое тело, обладающее свойствами плавучести. Наконец, в наши дни красное пятно связывают с гигантскими восходящими потоками «ветров» в атмосфере Юпитера.

Если на твердой поверхности Юпитера имеется значительное по площади плато или неглубокая котловина, то проносящиеся над поверхностью в этом районе атмосферные течения действительно могут привести к появлению столба уходящего вверх потока газа, который достигнет верхних слоев атмосферы и, подобно земным вихрям, сможет в некоторых пределах менять свою форму и положение.

У Юпитера ныне открыто наибольшее число спутников-12. Четыре самых ярких спутника Юпитера открыл уже Галилей. И, как мы помним, Галилей же вскоре предложил использовать наблюдение затмений спутников Юпитера в целях определения долгот различных пунктов на поверхности Земли. Это предложение Галилея не нашло применения только из-за отсутствия таблиц с предвычисленным заранее на долгое время вперед «расписанием» моментов затмений.

Однако мысль Галилея по-прежнему считалась заманчивой, и во второй половине XVII в. составление необходимых таблиц затмений спутников Юпитера было поручено молодому сотруднику Парижской обсерватории датчанину Оле Ремеру.

Оле Ремер добросовестно выполнял наблюдения, но все его усилия составить теорию движения спутников оставались бесплодными. Спутники Юпитера не подчинялись привычным законам. Они то опережали составленный для них «график» и попадали в тень Юпитера раньше предсказанного срока, то заметно опаздывали. Причем отклонения от составленного для них Ре-мером «графика» достигали многих минут; об ошибках наблюдений в этом случае не могло быть и речи.

Ремер подметил, что отклонения в моментах затмений спутников каким-то образом связаны с движениями Юпитера и Земли вокруг Солнца. Объяснение, которое в конце концов нашел Ремер, оказалось простым и оригинальным. Свет распространяется не молниеносно, а с вполне определенной, конечной скоростью.

Когда Земля и Юпитер находятся по разные стороны от Солнца, расстояние между ними превышает 900 млн. км. А когда обе планеты сходятся по одну сторону от Солнца, расстояние между ними сокращается до 600 млн. км. В первом случае свету приходится преодолевать расстояние на 300 млн. км больше, чем в другом. Отсюда и появляются то лишние, то недостающие минуты в моментах затмений спутников Юпитера.

Объяснение Ремера было правильным. Он первым указал на конечность скорости света и вычислил для этой скорости достаточно надежное значение.

Пример с этим открытием кажется нам очень поучительным. Он лишний раз наглядно иллюстрирует тот известный в истории науки факт, что работы, рождающиеся из насущной

практической необходимости - если только их исполнители не спешат отмахнуться от всех встречающихся на пути труднообъяснимых явлений,-часто могут вести к фундаментальным научным открытиям.