Спутники планет

Спутники планет - это небольшие тела Солнечной системы, обращающиеся вокруг планет под действием их притяжения. В настоящее время известно 44 спутника. Ближайшие к Солнцу планеты - Меркурий и Венера не имеют естественных спутников. Земля имеет единственный естественный спутник - Луну.

Спутники Марса - Фобос и Деймос отличаются своей близостью к планете и весьма быстрым движением. В течение марсианских суток Фобос дважды восходит и дважды заходит. Деймос перемещается по небосводу медленнее: с момента его восхода над горизонтом до захода проходит более двух с половиной суток. Оба спутника Марса движутся почти точно в плоскости его экватора. С помощью космических аппаратов установлено, что Фобос и Деймос имеют неправильйую форму и в своем орбитальном движении остаются повернутыми к планете всегда одной и той же стороной. Размеры Фобоса составляют около 27 км, а Деймоса - около 15 км. Поверхность спутников Марса состоит из очень темных минералов с низким альбедо и покрыта многочисленными кратерами. Один из них - на Фобосе - имеет поперечник около 5,3 км. Кратеры, вероятно, рождены метеоритной бомбардировкой.

Средняя плотность массы Фобоса (определена по гравитационному возмущению траектории орбитального космического аппарата "Викинг") составляет около 2 г/см³. Угловая скорость орбитального движения Фобоса настолько велика, что он, обгоняя осевое вращение планеты, восходит, в отличие от других светил, на западе, а заходит на востоке.

Система спутников Юпитера самая многочисленная. Из 16 обращающихся вокруг Юпитера спутников 4 были открыты Г. Галилеем - это Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Два из них по размеру сравнимы с Луной, а третий и четвертый даже больше Меркурия, хотя по массе они значительно уступают ему. Эти четыре спутника являются объектами 5-6-й звездной величины, и их можно наблюдать в любой телескоп или бинокль. Остальные спутники гораздо слабее. По сравнению с другими спутниками галилеевские исследованы более детально. Так, на основании результатов тщательных наблюдений изменений блеска и цвета спутников установлено, что у всех у них осевое вращение синхронно с орбитальным, поэтому они всегда обращены к Юпитеру одной стороной. При очень хороших атмосферных условиях можно различить диски этих спутников и даже заметить некоторые детали на поверхности. Новые сведения о спутниках Юпитера были получены с автоматических межпланетных станций "Вояджер-1" и "Вояджер-2" (США). На поверхности Ио были обнаружены 7 действующих вулканов. Признаки извержения отчетливо видны на снимках: над вулканом вздымается светлый веер продуктов извержения, выбрасываемых на высоту многих десятков километров. Шесть вулканов продолжали действовать через 4 месяца, когда через систему спутников Юпитера пролетала вторая из упомянутых межпланетных станций.

Спутники Юпитера (слева направо): Амальтея. Снимки с космических аппаратов 'Вояджер'

Спутники Юпитера (слева направо): Европа. Снимки с космических аппаратов 'Вояджер'

Спутники Юпитера (слева направо): Ганимед. Снимки с космических аппаратов 'Вояджер'

Спутники Юпитера (слева направо): Каллисто. Снимки с космических аппаратов 'Вояджер'

Вид на Марс со спутника Фобос. Фотомонтаж двух снимков, полученных с космических аппаратов 'Викинг'

Поверхность Ио - красноватого цвета, с белыми и черными пятнами. Полагают, что это отложения серы из ее вулканических паров, белый "снег" сернистого ангидрида SO₂ и черный вулканический пепел. Вулканическая активность позволяет объяснить другую уникальную особенность Ио - наличие паров натрия вдоль всей орбиты этого спутника в результате потерь вещества из-за недостаточно сильного гравитационного поля.

Не менее интересными оказались новые сведения о других крупных спутниках Юпитера. На Европе вся поверхность "залита" толстой ледяной корой, которая покрыта сетью трещин, но лишена выступов или впадин высотой более нескольких десятков метров. Поверхность Каллисто испещрена кратерами в значительно большей степени, чем поверхность Луны или других исследованных небесных тел. Это как бы эталонный образец самой древней сохранившейся поверхности, которая подвергалась интенсивной метеоритной "бомбардировке".

Среди всех галилеевских спутников Юпитера выделяется Ганимед, который по своему диаметру (5260 км) является крупнейшим из всех спутников планет в Солнечной системе. Он превосходит по своим размерам планету Меркурий, хотя уступает ей по массе. В наружных слоях Ганимеда присутствует лед (судя по спектру поверхности и по особенностям дна метеоритных кратеров). Тем не менее на снимках видны детали рельефа, свидетельствующие о движениях коры Ганимеда в процессе его геологической эволюции. Там образовались складки, отдельные горные хребты и весьма загадочные светлые полосы, состоящие из пучков параллельных борозд между участками с обилием кратеров.

Все остальные спутники Юпитера значительно меньше, чем галилеевские, имеют неправильную форму и поперечник от 10 до 270 км. Крупнейший из них - Амальтея (5-й спутник; заметим, что нумерация спутников планет ведется в хронологической последовательности их открытия, а не в порядке их удаленности от планеты). На снимках с космических аппаратов "Вояджер" были открыты 14-й, 15-й и 16-й спутники Юпитера. Они не самые мелкие, но с Земли их наблюдать чрезвычайно трудно, поскольку расположены эти слабые объекты весьма близко к планете.

Система спутников Юпитера имеет своеобразную структуру. Орбиты восьми ближайших к Юпитеру спутников (в том числе галилеевских) имеют почти круговую форму, расположены в плоскости экватора планеты и удалены от центра системы на расстояние от 2 до 27 радиусов Юпитера. Между орбитами этих и остальных спутников Юпитера находится относительно широкий промежуток. За его пределами расположены еще 8 спутниковых орбит, которые имеют заметную эллиптичность и лежат приблизительно в плоскости планетной системы, а не экватора планеты. Они резко разделяются на два семейства. Одно соответствует орбитам четырех малых тел на средних расстояниях от Юпитера в относительно узком диапазоне, 160-168 радиусов планеты. Второе семейство орбит малых спутников расположено почти вдвое дальше от Юпитера. Там находятся четыре внешних спутника, которые - в отличие от всех остальных в системе Юпитера - движутся по своим орбитам в направлении, противоположном направлению обращения других спутников.

Кроме спутников Юпитер окружен очень слабо светящимся пылевым кольцом. Оно было обнаружено на снимках, сделанных "против света", т. е. когда Солнце светило почти в объектив телевизионной камеры "Во-яджера-2". Кольцо вокруг Юпитера - плоское и чрезвычайно тонкое, а его ширина (приблизительно 6,4 тыс. км) очень мала по сравнению с его радиусом по внешней границе (125 тыс. км). Кольцо Юпитера по своей ширине и по яркости сильно уступает мощно развитой плоской системе колец, опоясывающих планету Сатурн.

У планеты Сатурн в настоящее время известны 17 спутников. Самый внешний спутник - Феба - обращается вокруг Сатурна в направлении, противоположном движению всех остальных спутников. В справочниках, изданных всего лишь несколько лет назад, было указано, что у Сатурна 10 спутников. Наблюдения с межпланетных станций "Вояджер" подтвердили существование одиннадцатого и позволили обнаружить еще шесть. Получены первые "портреты" нескольких крупных и мелких спутников Сатурна.

Космическая техника предоставила астрономам редкую возможность исследовать Титан - крупнейший спутник Сатурна и один из величайших спутников в Солнечной системе. Его диаметр (5150 км) почти такой же, как диаметр Ганимеда. Оказалось, что Титан окружен довольно плотной атмосферой, которая состоит из азота и метана с примесью аргона и молекулярного водорода. Давление в этой атмосфере на уровне поверхности Титана, по предварительным оценкам, приблизительно в полтора раза больше, чем давление воздуха возле поверхности Земли. На снимках с "Вояджера" поверхность Титана скрыта плотной розовой дымкой из мелких капель или кристаллов, взвешенных в атмосфере этого спутника.

Спутники Урана - Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон обращаются по орбитам, плоскости которых практически совпадают между собой. Вся система в целом отличается необычайным наклоном - ее плоскость почти перпендикулярна к средней плоскости всех планетных орбит. Кроме спутников вокруг Урана движется множество мелких частиц, образующих своеобразные кольца, совсем, однако, не похожие на кольца Сатурна.

У Нептуна всего два спутника. Первый - Тритон, открытый в 1846 г., через две недели после открытия самого Нептуна. По размерам и массе он больше Луны. Имеет обратное направление орбитального движения. Второй спутник - Нереида - очень небольшой, обладает сильно вытянутой орбитой. Расстояние спутника от планеты меняется в пределах от 1,5 до 9,6 млн. км. Направление орбитального движения - прямое.

У планеты Плутон также удалось обнаружить в 1978 г. спутник - Хирон. Это открытие имеет большое значение, во-первых, потому что дает возможность более точно вычислить массу планеты по данным о периоде обращения спутника и, во-вторых, в связи с дискуссией о том, не является ли сам Плутон "потерявшимся" спутником Нептуна.

Вопрос о происхождении наблюдаемых систем спутников планет является одним из узловых вопросов современной космогонии.