Александр Волков - Земля и небо
О спутниках Юпитера стоит рассказать подробно.
Ты уже знаешь, что четыре луны открыты Галилеем, который первым направил на небо зрительную трубу. Труба у него была слабая, а все-таки Галилей сразу увидел эти луны, потому что они большие. Две из Галилеевых лун (так их стали называть) больше Меркурия, одна больше нашей Луны и одна чуть поменьше. Спутники Юпитера долгое время после их открытия приносили большую пользу мореплавателям, и благодаря им корабли направляли свой путь в океане.
По этому рисунку можно убедиться, насколько система Юпитера с его спутниками больше системы, Земля — Луна. Юпитер и Луна нарисованы без соблюдения масштаба.
Ты спросишь: как же это могло быть? Я расскажу удивительную историю о том, как Галилеевы луны помогали в старину мореходам находить правильный путь.
В море идет корабль. Кругом вода на сотни и тысячи километров, а в воде подводные скалы, мели, острова, на которые можно налететь в тумане или в ночной темноте.
Каждый день, ровно в полдень, капитан определяет, где находится его судно: определяет он положение судна по солнцу и по хронометру (так называются точные часы).
Капитан ставит на карте точку:
— Мой корабль здесь!
Сразу видно, есть ли поблизости острова или скалы.
А что, если капитан поставил точку неверно? Он считает, что до скал 40 километров, а на самом деле всего 10! И это легко может случиться, если у капитана неверно идет хронометр: например, отстает.
В наше время это не такая большая беда; капитан каждый день проверяет свои часы по радио. А сто, двести лет назад, когда не было радио да и механизмы у часов были не очень хорошие?..
Вот тут-то и пришли на помощь Галилеевы луны!
Юпитер, освещенный Солнцем, отбрасывает от себя огромную тень. Когда тот или иной спутник Юпитера попадает в эту тень, начинается его затмение.
Астрономы больше двухсот лет назад научились точно вычислять время этих затмений и составили таблицы затмений на много лет вперед. Таблицы печатались в специальных астрономических календарях, и на каждом корабле был такой календарь.
Капитан смотрел в календарь: сегодня будет затмение Европы (есть у Юпитера такая луна); значит, надо проверить часы, если будет ясная ночь.
Когда подходило время, капитан брал зрительную трубу и смотрел на небо. Помощник держал в руках хронометр.
— Затмение началось! — говорил капитан.
— Хронометр показывает 23 часа 14 минут 37 секунд, — отвечал помощник и сейчас же записывал время.
— А по календарю 23 часа 15 минут 16 секунд, — говорил капитан. — Наш хронометр отстал на 39 секунд.
Юпитер и его луны оказались точнейшими небесными часами, которые не надо заводить, отдавать в починку и чистку и которые никогда не ошибались ни на секунду!
Даже в наше время у капитанов кораблей (в особенности парусных) есть астрономический календарь: хорошая вещь — радио, а вдруг оно испортится?..
Вот как астрономия — наука о небе — приносит пользу на Земле. И таких примеров можно привести очень много.
Остальные восемь спутников Юпитера маленькие — их можно видеть лишь в хорошие телескопы, и они интересны только для астрономов.
В последние годы луч радиолокатора пронесся через огромное расстояние, отделяющее Юпитер от Земли, и, отразившись от поверхности гигантской планеты, вернулся обратно. А ведь кратчайшее расстояние между Землей и Юпитером составляет около 630 миллионов километров. Час и десять минут потратил радиолуч, чтобы совершить этот путь, а до Луны он долетает немногим более чем за секунду. Таково могущество новейших средств исследования, которыми вооружена современная астрономия.
Сатурн
Сатурн — гигантская планета, объем которой примерно в 770 раз больше объема Земли.
Сатурн — последняя из планет, которые были известны древним. Сейчас мы знаем еще три планеты, находящиеся дальше Сатурна. Они видны только в телескопы.
Сатурном у римлян назывался отец Юпитера, бог времени; в его честь и назвали эту планету.
Удален Сатурн от Солнца на девять с половиной астрономических единиц. Год на Сатурне продолжается почти тридцать наших земных лет — девяностолетнему земному старику, по сатурновскому счету времени, всего лишь три года!
Но жизни на Сатурне нет. Сатурн, как и Юпитер, одет плотной оболочкой из газов. На поверхности Сатурна более 150 градусов мороза. Сутки на этой отдаленной планете продолжаются немногим больше 10 часов.
На этом и можно бы рассказ о Сатурне кончить, но у него есть замечательная особенность, отличающая его от других планет.
Эту особенность долго не могли разгадать астрономы XVII века с их слабыми зрительными трубами.
Из всех планет Солнечной системы Сатурн — единственная, украшенная системой колец. Эти кольца совсем особого вида.
Сколько земных шаров можно было бы уложить по ширине кольца Сатурна.
Возьми лист картона или плотной бумаги, проведи на нем циркулем из одного центра две окружности. Обрежь ножницами лист по наружной линии, а внутренний круг вырежь — у тебя получится большой круг с дырой посередине, или плоское кольцо. Это и будет простейшая модель колец Сатурна. Кольца Сатурна не надеты на планету: между внутренним кольцом и поверхностью планеты расстояние в несколько десятков тысяч километров.
В большой телескоп Сатурн со своими кольцами представляет изумительное зрелище: на темно-синем бархатном небе Сатурн кажется чудесной игрушкой, прихотью природы, которая решила показать, какие она может создавать разнообразные небесные тела.
Откуда взялись у Сатурна кольца? Это еще не совсем ясно. Астрономы предполагают, что они получились из обломков разрушенных спутников Сатурна. Некоторые ученые думают, что кольца Сатурна из льдинок, но это не доказано.
Уже в XVIII веке исследователи высказывали мнение, что кольца состоят из огромного количества мельчайших спутников, густым потоком обращающихся вокруг планеты. Теоретические расчеты подтверждают, что кольца образованы из отдельных частичек, независимо одна от другой обращающихся вокруг Сатурна по круговым орбитам. Частички эти разной величины, но среди них нет таких, которые можно было бы увидеть с Земли в телескоп. Поэтому наблюдать вращение колец непосредственно невозможно. Такие наблюдения производятся с помощью специальных приборов — спектрометров.
То, что кольца Сатурна не сплошные, доказывается так. Если между глазом наблюдателя и какой-нибудь звездой оказывается часть кольца, то звезду видно сквозь нее довольно ясно. Это, кстати, говорит нам и о том, что кольца Сатурна очень тонкие: толщина их, вероятно, 30–50 километров.
Ты смеешься: тоненькие!
Да, действительно они тонки по сравнению с их огромной шириной. У тебя есть модель колец. Подбери четыре шарика такой величины, чтобы они как раз улеглись поперек колец. Каждый шарик на модели будет изображать нашу Землю. Вот как широки кольца Сатурна!
От Сатурна до Земли приблизительно 1,5 миллиарда километров. И когда кольца повертываются к нам ребром, их невозможно разглядеть даже в самые сильные телескопы — ведь это все равно что рассматривать простым глазом ребро бумажного листа, отойдя от него на целый километр.
Через каждые пятнадцать лет кольца Сатурна исчезают из глаз земных наблюдателей, и тогда Сатурн кажется самой обыкновенной планетой.
Я расскажу интересный случай из истории астрономии.
В 1921 году Сатурн так повернулся к Земле, что его кольца стали невидимыми. В «Астрономическом календаре» было напечатано об исчезновении колец.
«Кольца Сатурна исчезли! — завопила одна буржуазная газета. — Они разлетелись на куски!» (Невежды думали, что они твердые.)
А другая газета подхватила: «Эти куски летят к нам с огромной скоростью! Неизбежна мировая катастрофа!»
Начался страшный шум. Церковники обрадовались и тоже подняли свой голос: «Приближается кончина мира! Молитесь, христиане, кайтесь в своих грехах! Жертвуйте на храмы божий, за это получите после смерти райское блаженство! А деньги вам теперь все равно не будут нужны…»
И люди понесли в церкви щедрые дары: золото, драгоценные вещи. Они не догадывались спросить, зачем все это церковникам, раз гибнет мир.
Каким может казаться кольцо Сатурна земному наблюдателю в разное время.
Вот какая шумиха получилась из-за маленькой заметки астронома!
Конечно, вскоре после «исчезновения» кольца появляются. Сначала они кажутся тоненькой ниточкой, потом все увеличиваются, и, наконец, лет через семь-восемь кольца совсем раскрываются, и их видно лучше всего. Затем кольца снова начинают убывать. Наиболее благоприятны для наблюдения колец Сатурна те годы, когда кольца начинают открываться земному зрителю во всей своей красе.
