Мир Венеры
Главные планеты солнечной системы делятся на две резко отличные группы. Меркурий, Венера, Земля и Марс, твердые и относительно небольшие по размерам, составляют группу внутренних планет, вне которой располагаются четыре гиганта — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Плутон, открытый совсем недавно, в 1930 г., находится на гораздо большем среднем расстоянии от Солнца, чем Нептун; он движется по довольно необычной орбите, а по величине, по-видимому, меньше Земли. Сейчас ученые сомневаются, можно ли считать Плутон «нормальной» планетой; не исключено, что это бывший спутник Нептуна, ушедший на независимую орбиту.
Венера кажется нам особенно яркой не только из-за своих размеров, но также из-за близости и высокой отражательной способности. Действительно, она ближе к нам, чем любая другая планета, хотя эта честь обычно приписывается Марсу; при этом Венера отражает около 60% падающего на нее света, тогда как Луна, например, только 7%. Таким образом, альбедо Венеры больше чем у любой другой планеты солнечной системы.
В этой аномальной яркости нет ничего загадочного. Дело в «облаках». Венера окружена атмосферой, из-за чего мы не можем увидеть истинную поверхность планеты. Хотя облака Венеры, вероятно, сильно отличаются от земных, они отражают солнечный свет очень хорошо.
На вечернем или утреннем небе Венера представляет величественное зрелище: она сверкает в небесах, как маленькая лампа, и предметы в ее свете иногда даже отбрасывают тени. При благоприятных условиях ее можно увидеть даже днем — если, конечно, точно знать, куда смотреть. Это было замечено еще в древности: Варрон пишет, что «на пути из Трои в Италию Эней постоянно различал планету, хотя Солнце находилось над горизонтом». Много позднее один случай, когда Венера наблюдалась днем, вошел в историю. Араго сообщает об этом так: «Бувар рассказывал мне, что генерал Бонапарт, направляясь в Люксембургский дворец, где Директория устраивала праздник в его честь, был удивлен, увидав, что толпа, собравшаяся на улице Турион, уделяла больше внимания небу над дворцом, чем его персоне и окружавшей его блестящей свите. Он поинтересовался причиной и узнал, что эти любопытные с изумлением наблюдают видимую в полдень звезду, которую они считали звездой завоевателя Италии. Знаменитый полководец, по-видимому, не остался равнодушным к такому сообщению, когда собственными зоркими глазами заметил сияющее небесное тело. Эта звезда была, конечно, Венерой».
Если Наполеон счел это явление благим предзнаменованием, то бывали случаи, когда Венера служила причиной тревоги. Например, в ноябре 1887 г., когда планета была видна как сверкающая утренняя звезда, известному британскому астроному Норману Локъеру пришлось написать статью с объяснением причины необыкновенной яркости Венеры. В тон же статье он высказал мнение о насущной необходимости более глубокого преподавания естественных наук в школах. В 1916 г. в Англии нашлись люди, которые приняли Венеру и Юпитер, видимые в то время рядом, за носовые и кормовые огни немецкого цеппелина.
То, что иногда предметы, освещаемые Венерой, отбрасывают тени, также было замечено очень давно. Об этом упоминают Плиний и греческий астроном Симплиций. К более близкому прошлому относится наблюдения Джона Гершеля и Аитониади. Я сам наблюдал отчетливые тени предметов, освещавшихся Венерой, когда она приближалась к максимуму блеска.
В 1876 г. Пламмер наблюдал тени от Венеры на экране и сравнивал их с тенями от свечи, удаляемой на разные расстояния. Много позже, в 1956 г., ряд интересных исследований того же явления произвел Стивенсон". Он нашел, что тени от Венеры очень резки, так как она является практически точечным источником спета, и полутени (вроде тех, что получаются в случае Солнца и Лупы) отсутствуют. Вот что он рассказывает:
«Несмотря на резкость тенен, они очень слабы при наблюдении на открытом воздухе. Виновата общая освещенность от неба... она создает подсветку экрана и тем уменьшает контраст.
Такую подсветку можно в значительной степени исключить, если производить наблюдения в комнате, куда сквозь маленькое окно попадает только свет от Венеры и небольшого участка неба. При этих условиях тени от оконного переплета вполне отчетливо вырисовываются на противоположной окну степе, что часто и наблюдалось.
Иногда тени можно наблюдать в башне обсерватории... Вечером 28 апреля с. г., когда Венера была на высоте около 15° над горизонтом, я заметил, что белая поверхность (внутренняя стена башни) покрыта сеткой едва заметных темных линий. Взглянув на небо, и увидел, что Венера проходит за ветвями соседнего дерева, еще не успевшими покрыться листвой. Было ясно, что картина на стене образуется из тенен отдельных веточек... можно было заметить, как они качаются. Педелю спустя на дереве появились листики, которые удавалось различать в отдельности в виде темных пятен среди веточек».
Другое иногда наблюдавшееся интересное явление — это так называемый «зеленый луч». Верхний край солнечного диска в момент своего исчезновения за горизонтом может па мгновение окраситься в зеленый цвет. То же замечалось и в случае Венеры28. Зеленый луч («изумрудный», по его выражению) ясно видел адмирал Мюррей с борта «Корнуолла» недалеко от Коломбо, через полтора часа после захода Солнца 28 ноября 1939 г. Венера скрывалась за морским горизонтом. Мюррей наблюдал с биноклем, и сомнительно, увидел ли бы он вспышку, если бы не ожидал ее появления. Вряд ли нужно говорить, что это явление оптическое Е что оно объясняется влиянием земной атмосферы.
Сначала считалось, что Венера несколько больше Земли, но это не так, ибо ее диаметр около 12 400 км, а земной 12 756 км. В 1953 г. Нефедьев сообщил о небольшом изменении диаметра планеты, найденном им из сравнения измерений, проделанных в период между 1940 в 1951 гг.; впрочем, подтверждений этого не последовало. Разумеется, нельзя предположить, что изменяется диаметр самого шара планеты. Мы должны помнить, что в действительности измеряем диаметр планеты вместе с ее атмосферой. Постоянный облачный покров затрудняет определение величины полярного сжатия Венеры. У Земли сжатие довольно заметно — полярный диаметр на 42 км меньше экваториального, но Венера кажется нам почти совершенно сферической.
Вопрос о силе тяжести на поверхности планеты связан с вопросом о скорости ускользания. Если мы, находясь на Земле, бросим вверх шар, то он достигнет определенной высоты и затем упадет обратно; если мы придадим ему большую начальную скорость, то и высота подъема возрастет. Если пренебречь сопротивлением воздуха и предположить, что шару придана начальная скорость в 1,6 км/сек, то он взлетит на 130 км; если начальная скорость вдвое больше, то выше 500 км, и т. д. Брошенный с начальной скоростью 11,2 км/сек шар никогда не вернется обратно, так как сила земного притяжения не сможет удержать его. Эта критическая скорость является скоростью ускользания для Земли. Менее массивные тела, такие, как Меркурий и Луна, имеют меньшие скорости ускользания (4,2 и 2,4 км/сек соответственно), а для того, чтобы освободиться от притяжения гигантского Юпитера, нужно разогнаться до скорости 61 км/сек.
Величины скоростей ускользания оказывают заметное влияние на состав атмосфер планет. Атмосфера, являющаяся смесью многих газов, состоит из атомов и молекул, движущихся с большими скоростями. Если максимальная скорость частицы превышает скорость ускользания, такая частица может улететь в межпланетное пространство. Ввиду того что скорость ускользании для Земли сравнительно велика, наша газовая оболочка сохраняется. Но Луна, притягивающая много слабее, была не в состоянии удержать хоть какую-нибудь атмосферу, даже если она когда-то и имелась у нее, так что сейчас на Луне практически нет «воздуха». То же справедливо для Меркурия, но не для Марса: для последнего скорость ускользания 5,0 км/сек, и потому Марс окружен атмосферой, хотя и топкой. В то же время атмосфера Юпитера состоит в основном из такого легкого газа, как водород, который в соединениях с некоторыми другими элементами дает различные, малоприятные для нас составляющие атмосферы, вроде метана и аммиака.
Считается, что во время оно в атмосфере Земли содержалось много свободного водорода, но что уже на ранних стадиях существования Земли как самостоятельной планеты этот водород улетучился; в таком случае наша современная атмосфера является «вторичной» и образовалась из газов, извергнутых вулканами. Несомненно, что скорость ускользания для Земли (11,2 км/сек) весьма благоприятствует образованию пригодного для нашего дыхания воздуха. Если бы эта скорость была больше, то преобладали бы водород и его соединения; если бы она была существенно меньше, атмосфера была бы весьма разреженной.
Скорость ускользания для Венеры 10,3 км/сек. Казалось бы, есть достаточно оснований ожидать, что атмосфера Венеры похожа на атмосферу Земли, т. е. бедна водородом, по богата свободным кислородом. Однако ничто не может быть дальше от истины, чем такое предположение. Венера, правда, имеет атмосферу, но основная ее составляющая, по-видимому, углекислый газ.
Это довольно любопытный факт. Венера очень похожа на Землю по размерам и массе и всего на 40 млн. км ближе к Солнцу. Почему же ее атмосфера так отличается от земной? В нашем воздухе сравнительно мало углекислого газа. Почему же его так много на Венере? Может быть, Венера и близнец Земли, но «не тождественный близнец», как очень удачно выразился Фирсов. Так как мы не можем непосредственно исследовать поверхность планеты, приходится довольствоваться той информацией, которую дают нам наблюдения верхних слоев ее атмосферы; не удивительно, что при этих обстоятельствах многое все еще остается неизвестным.
|
|
Читайте в рубрике «Планета Венера»: |