Солнечная система (Астрономия и астрофизика)

На рис. показаны чрезвычайно слабые кольца Нептуна. Увидеть их даже с «Вояджера» человек не смог бы. Телевизионной камере понадобилась 10-минутная экспозиция, чтобы накопить достаточно света для этого изображения. Поэтому сам Нептун в центральной части изображения сильно «передержан». На дальнем плане снимка выделяются три дуги повышенной плотности. Кольца наблюдались в прямом рассеянии света, когда аппарат находился за Нептуном. Другие изображения показали, что между кольцами и внутри них есть еще два очень слабых, едва различимых кольца. «Арками» — так назвали незамкнутые образования — обладает только самое внешнее кольцо 1989 N1R, причем арки сами расположены на сплошном кольце малой плотности. Его диаметр 69,2 тыс. км., а ширина арок всего 50 км. (см. табл.). Другие арки найдены не были. По основным признакам кольцо 1989 N1R похоже на кольцо F Сатурна или кольца и Урана. Наиболее крупные глыбы сосредоточены как раз в том кольце, которое едва заметно (1989 N4R).

Как возникают арки, почему они не распадаются? Теория пока не может дать ответ на эти вопросы. Легко было бы объяснить устойчивость системы, если бы в кольцо были «вмонтированы» небольшие спутники, по паре на каждую арку, иными словами, если бы в непосредственной близости от кольца находились шесть спутников типа «сторожевых собак». Но их поиски результатов не дали, за исключением того, что крупного глыбового материала в одной из арок больше, чем в других. Из шести вновь открытых спутников два расположены внутри колец (но не в самих кольцах). Но и они не решают задачу. Два новых спутника, Деспина и Галатея, по-видимому, могут определять резкие границы близкого к ним кольца, хотя как тела, внешние по отношению к кольцам, они скорее способны расталкивать кольца и спутники и удалять их друг от друга.

Обнаружилось, что структура колец в пределах арок оказалась перевитой, подобно кольцу F Сатурна. Все другие кольца замкнутые. Они находятся в интервале расстояний от 41,9 до 62,9 тыс. км.

Система колец Нептуна чрезвычайно похожа на систему Урана. Но суммарная площадь всего материала в кольцах и вновь открытых спутниках Нептуна составляет 10¹¹ м², или всего 1% от колец Урана. Один из выводов состоит в том, что кольца Нептуна гораздо старше. На это же указывают их очень низкие отражательные свойства: их сферическое альбедо около 6%. Вероятно, здесь также действует механизм потемнения поверхности за счет освобождения углерода из сложных молекул под действием бомбардировки заряженными частицами.

Во время сближения с Нептуном группа астрогеологов составляла внушительную часть научного коллектива «Вояджера». А ведь когда полет этого зонда начинался, в группе был лишь один геолог. Научная работа виделась, прежде всего, как исследование газо-жидких планет. Но с пролетом каждой планеты положение менялось, и центр исследований смещался к кольцам и твердому веществу спутников. Кольцам и спутникам планет посвящено более половины всех научных работ по материалам «Вояджеров».

Глава XI

ПЛУТОН И ХАРОН

Характеристики Плутона и Харона

Плутон:

Большая полуось орбиты 39,4 а.е.=5,9 млрд. км.

Сидерический период обращения 247,7 лет=90470 сут. («год»).

Синодический период (средний) 1,00 лет=367 сут.

Сидерический период вращения 6,39 сут.=6сут. 9ч. 17мин. («звездные сутки»).

Наклонение орбиты к эклиптике 17,2°.

Эксцентриситет орбиты 0,25.

Средняя орбитальная скорость 4,7 км/с.

Наклон экватора к орбите (вращение 57,5° обратное).

Масса 1,3x10²² кг.=0,002 М.

Средняя плотность 2,0 г/см³.

Экваториальный радиус 1150 км.=0,18 R.

Ускорение свободного падения 0,58 м/с².

Скорость ускользания (2-я космич.) 1,2 км/с.

Сферическое альбедо (по Бонду) 0,4—0,6.

Геометрическое альбедо (визуальное) 0,5—0,7.

Визуальная звездная величина 14^m.

Поток солнечного излучения у поверхности 0,88 Вт/м².

Поглощаемая радиация 3x10⁶ МВт.

Эффективная температура 38 К.

Состав атмосферы CH₄N₂.

Количество спутников 3.

Спутник Харон:

Радиус 603 км.

Масса 1,6x10²¹ кг.

Средняя плотность 1,7 г/см³.

Ускорение свободного падения 0,31 м/с².

Скорость ускользания (2-я космич.) 0,6 км/с.

Радиус орбиты (круговая) 19600 км.

Наклонение орбиты к эклиптике 64°.

Наклонение орбиты к орбите Плутона 57,5°.

Период (орбитальный и суточный) 6,38725 сут. (движение обратное).

Визуальная звездная величина 17^m.

Происхождение Плутона

Плутон столь значительно отличается от планет-гигантов, что с тех пор, как Клайд Томбо (1906—1997) открыл его в 1930 г., различные гипотезы о происхождении Плутона выдвигались много раз.