ЗАГАДОЧНЫЕ СПУТНИКИ ЮПИТЕРА

На многих небесных телах - планетах и спутниках - происходят извержения вулканов. И в общем-то ничего удивительного в этом нет. Казалось бы, то же самое можно было бы сказать и об Ио - спутнике Юпитера, на котором также отмечена вулканическая деятельность. Однако как выяснилось, механизм извержений на этом спутнике особенный и к тому же весьма Удивительный.

На Земле, как известно, извержения вулканов происходят в Результате разогрева коры под воздействием тепла, которое излучается при радиоактивном распаде элементов. Но размеры Ио небольшие, поэтому ученые уверены, что такой механизм вулканической деятельности на спутнике функционировать не может. А извержения тем не менее происходят.

Оказывается, энергию для внутреннего разогрева Ио получает из нескольких источников: приливных воздействий второго юпитерианского спутника - Европы, самого Юпитера и в незначительном количестве от третьего спутника - Ганимеда.

Как только Ио приближается к определенной точке относительно Европы и Ганимеда, их влияние начинает искажать орбиту Ио. При этом за один оборот спутник два раза меняет траекторию движения, перемещаясь на 10 километров «вверх» и на такое же расстояние - «вниз». В результате этих «прыжков» круглая форма орбиты меняется.

А поскольку Ио имеет значительный приливный горб, то во время движения по орбите ее сильно качает. В результате всех этих воздействий литосфера Ио периодически меняет свою форму и положение и при этом, подобно многократно изгибаемой проволоке, разогревается.

Такие приливные воздействия приводят к тому, что в центре Ио выделяется колоссальная энергия - 60-80 миллионов МВт.

При этом большая ее часть поступает в приповерхностные слои спутника, разогревая литосферу.

Выдвинутая гипотеза на удивление оказалась очень верной. Дело в том, что на основании анализа взаимных возмущений юпитерианских спутников были предсказаны извержения на Ио. Этот прогноз был опубликован в печати незадолго до сближения со спутником автоматической станции «Вояджер». Оказалось, что мощность, рассеиваемая в приливных возмущениях Ио, достигает 2 Вт на метр квадратный, что в 30 раз больше тепла, которое излучает поверхность Земли.

Измерения температуры спутника, проведенные «Вояджером», показали, что около 2 % его поверхности занимают активные горячие пятна. Их более 10. Размеры пятен колеблются от 75 до 250 километров, а температура в них достигает 310, 400 и даже 600 градусов Цельсия. «Вояджер-1» обнаружил 8 гигантских извержений, которые происходили как раз в горячих пятнах.

Когда уже «Вояджер-2» через 4 месяца оказался рядом с Ио, то было отмечено, что 7 вулканов все еще действуют. «Потух» лишь один из наиболее крупных вулканов, получивший название Пеле.

В 1979 году в точке, которая оказалась вулканической кальдерой Пеле, была зарегистрирована наивысшая температура - 600 градусов Цельсия...

Информацию о спутнике Юпитера - Европе, как и о любом другом далеком космическом объекте, астрономы получают из снимков, которые отправляют на Землю искусственные космические аппараты.

Судя по тому рельефу, который ученые увидели на фотографиях с космических аппаратов, оболочка одного из спутников Юпитера - Европы представляла собой сплошной ледяной панцирь, броней окутывающий его тело.

Но для ученых был интересен даже не сам ледяной «костюм» Европы, а обнаруженная на ее поверхности густая сеть искривленных пересекающихся линий. Причем вся она напоминала структуры, которые ранее были обнаружены на снимках Северного Ледовитого океана, сделанных с искусственных спутников Земли.

Сначала странную аналогию астрономы посчитали ошибкой в измерениях, потом ее связали с недостатками в фотоаппаратуре. Но когда был проанализирован спектральный состав полученных изображений, всякие сомнения отпали: на поверхности Европы находится лед.

Причем согласно первым расчетам, толщина ледяного «одеяла» Европы должна была составлять около 100 километров. Правда, впоследствии более точные измерения дали совсем другие, более скромные результаты.

Как и любой лед, структура верхнего покрывала Европы стабильностью не обладает и под воздействием различных внутренних и внешних факторов периодически разрушается. Из появившихся на поверхности спутника «ран» выливается вода, которая тут же взаимодействует с веществами, соприкасающимися с поверхностными слоями Европы.

Что же касается сетки линий, то скорее всего это разломы, которые являются следствием серьезных тектонических процессов в массивной ледяной коре. Эти «раны» Европы впечатляют своими размерами: нередко их ширина достигает сотен километров, а протяженность - 3000 и более километров.

При этом сами эти разломы очень быстро заполняются выбрасываемым изнутри спутника раствором, имеющим оранжевый цвет. При этом изливающийся раствор очень быстро закипает и в то же время почти моментально замерзает, выпадая на поверхность спутника в виде снега и инея. Радиус же этих выбросов достигает нескольких сотен километров.

Впрочем, даже не ледяной кожух Европы является точкой основной интриги, связанной с этим спутником. Более важен для астрономов тот слой, который находится под вечными льдами Европы. Дело в том, что существует версия, согласно которой под ледяной корой Европы находится огромное море жидкой воды, объем которой, по некоторым сведениям, может быть намного больше той, что вмещают в себя все океаны Земли. И это предположение, между прочим, подтвердили данные, полученные со спутника «Галилей».

Более того, на некоторых кадрах даже можно заметить значительные куски льда, вмерзшие в другие, более молодые ледяные фрагменты. Многие же участки коры спутника словно состоят из блоков, которые, как предполагают исследователи, могут даже перемещаться.

ЮПИТЕР-ПРЕДСКАЗАТЕЛЬ

Есть в истории исследования Юпитера два любопытных факта, ставшими важными вехами в развитии астрономической науки.

В 1609 году Галилео Галилей сконструировал телескоп, дававший почти 30-кратное увеличение. С его помощью он предпринял первое телескопическое исследование вселенских просторов, открыв немало нового и любопытного на небе.

А в ночь с 6 на 7 января 1610 года ученый впервые увидел в телескоп рядом с Юпитером четыре яркие точки, которые нельзя было рассмотреть невооруженным глазом.

Не прошло и суток, а эти звездочки уже находились в другом месте, изменив свое положение относительно планеты и друг друга.

Прежде чем делать какие-то выводы, Галилей за странными «звездами» вел наблюдение в течение нескольких дней. В конце концов он пришел к заключению, что в поле его телескопа находятся спутники Юпитера, которые движутся вокруг него, как планеты вокруг Солнца.

В марте 1610 года из печати вышло сочинение Галилея «Звездный вестник, открывающий великие и в высшей степени удивительные зрелища...». В нем ученый и рассказал о своем открытии новых небесных тел - спутников.

О своих наблюдениях попутчиков Юпитера Галилей писал следующее: «Хотя я и принял их за неподвижные звезды, меня удивило их расположение в точности на одной прямой линии, параллельной эклиптике... Две звезды располагались к востоку, а одна - к западу... Но когда я по воле Божией повторил наблюдения 8 января, то обнаружил совершенно иное расположение - все три звездочки стояли к западу от Юпитера, ближе к нему и друг к другу... Не может быть сомнения в том, что они совершают свои обороты вокруг Юпитера, а вместе с ним в двенадцать лет - оборот около центра мира... Мы приобретаем прекрасный аргумент против тех, которые, мирясь в системе Коперника с движением планет вокруг Солнца, настолько смущаются годичным обращением Луны вместе с Землей вокруг Солнца, что отвергают эту мировую систему. Но теперь имеется не только одна планета, обращающаяся вокруг другой и вместе с последней - вокруг Солнца, но целых четыре, путешествующих и вокруг Юпитера, и вместе с ним - вокруг Солнца».

Но, как нередко случается, большинство ученых к открытию Галилея отнеслись с явным недоверием. Тогда ученый обратился за поддержкой к Кеплеру, отправив ему экземпляр только что изданной книги.

Кеплер проявил к молодому коллеге максимум уважения и вскоре опубликовал ответ, назвав его «Разговор со Звездным вестником». В «Разговоре» Кеплер высказал полную поддержку исследованиям Галилео. Кроме того, «звезды» Юпитера и Луну он предложил называть «спутниками».

Кстати, по четырем спутникам Юпитера - Ио, Европе, Ганимеду и Каллисто - мореплаватели долгое время определяли положение судна в открытом море, то есть использовали их в качестве своеобразных «небесных часов».

Помог Юпитер и его спутники ответить и на вопрос: как распространяется свет - мгновенно или скорость его все же конечна?

Датский астроном Оле Ремер много времени уделял наблюдениям за затмениями спутников Юпитера. При этом он делал предварительные расчеты наступления этих событий. Когда же в 1675 году ученый сравнил реальную картину с расчетной величиной, то обнаружил, что, если Юпитер и Земля находятся по разные стороны от Солнца, наблюдения и вычисления расходятся. В этом случае затмения спутников отличаются от полученных математическим путем примерно на 1000 секунд.

Чтобы объяснить этот факт, Ремер предположил, что 1000 секунд - это как раз то время, которое требуется свету, чтобы пересечь по диаметру орбиту Земли. А так как диаметр земной орбиты равен 300 миллионам километров, то скорость света должна составлять около 300 000 километров в секунду.