Лев Шильник Космос и хаос. Что должен знать современный человек о прошлом, настоящем и будущем Вселенной

Кольцо вокруг Солнца

Впоследствии великолепная пятерка пополнилась еще тремя вечными странниками – Ураном, Нептуном и Плутоном. Эту троицу нельзя разглядеть невооруженным глазом, поэтому она была обнаружена сравнительно поздно – после изобретения телескопа. Уран открыл в 1781 году английский астроном Вильям Гершель, Нептун в 1846-м – француз Урбан Жозеф Леверье, а Плутон – американец Клайд Уильям Томбо в 1930-м. Правда, Плутону по ряду причин сегодня отказывают в праве называться планетой и помещают его в особую категорию карликовых планет или транснептуновых объектов.

В наши дни даже школьники младших классов знают, что вокруг чего вертится. Центральное место в Солнечной системе принадлежит нашему дневному светилу, а планеты обращаются вокруг него по вытянутым окружностям – эллипсам.

Правильно нарисовать орбиты планет удалось далеко не сразу. Сам создатель гелиоцентрической системы польский астроном Николай Коперник полагал, что орбиты планет представляют собой правильные окружности. И только спустя 100 с лишним лет другой знаменитый астроном, немец Иоганн Кеплер, сумел показать, что единственная геометрическая фигура, согласующаяся с наблюдательными данными, есть эллипс, а Солнце располагается в одном из его фокусов.

Относительно размеров Солнца тоже существовали разные мнения. Наиболее отчаянные древнегреческие умы допускали, что оно может быть величиной с Афины, а один мудрец, дерзнувший предположить, что Солнце уж никак не меньше Пелопоннесского полуострова, был изгнан с позором. Разумеется, истинные размеры Солнца несколько больше. И хотя в звездной номенклатуре оно занимает скромное место, числясь заурядным желтым карликом класса G, его размеры весьма внушительны. Диаметр Солнца составляет около 1,4 миллиона километров (диаметр Земли для сравнения – чуть больше 12 тысяч километров), и в нем заключено 999/1000 всей массы Солнечной системы. Среднее расстояние от Земли до Солнца – 149 миллионов километров. Эту величину принято называть астрономической единицей (а. е.), и она служит для измерения межпланетных расстояний. Солнце – одна из 200 миллиардов звезд, населяющих нашу Галактику (Млечный Путь), и располагается вместе со своими девятью планетами на задворках галактической спирали, в 26 тысячах световых лет от ее центра.

Присмотримся к строению Солнечной системы повнимательнее. Кроме четырех планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс), четырех газовых гигантов (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) и во многом все еще загадочного Плутона, в состав Солнечной системы входят так называемые малые планеты, образующие пояс астероидов между орбитами Марса и Юпитера, а также кометы и метеоры, прилетающие с далеких ее окраин. Там, за орбитами Нептуна и Плутона, на десятки астрономических единиц простирается пояс Койпера – скопище карликовых планет и каменных и ледяных обломков различных форм и размеров. Еще дальше лежит огромное сферическое облако протопланетных тел, названное в честь голландского астронома облаком Оорта. Оттуда к нам приходят долгопериодические кометы. Наконец, у большинства планет Солнечной системы имеются естественные спутники (кроме Меркурия и Венеры). У Юпитера к настоящему времени насчитывается свыше 60 спутников, у Сатурна их 56, у Урана – 27, у Нептуна – 13, а у Плутона – 3. У Марса всего два спутника (Фобос и Деймос, что в переводе с греческого означает «страх» и «ужас»), а наша старушка Земля сумела обзавестись только одним-единственным – Луной. Но зато ближайшая соседка Земли смотрится весьма внушительно на фоне других спутников, уступая по размерам только трем крупнейшим спутникам Юпитера (Но, Ганимед, Каллисто) и спутнику Сатурна Титану.

У древних римлян Меркурий (он же греческий Гермес) считался богом торговли, а поскольку альфой и омегой торговых сделок всегда было надувательство (не обманешь – не продашь, говорят в народе), то по совместительству этот ушлый бог покровительствовал плутам и мошенникам.

Как и подобает бойкому и расторопному торгашу, космический Меркурий зело проворен: он обегает вокруг Солнца всего за 88 суток, и его год, таким образом, в четыре с лишним раза короче земного. Расстояние до Меркурия от Солнца меняется в широких пределах – от 46 до 70 миллионов километров, составляя в среднем 58 миллионов километров. Легко видеть, что орбита Меркурия напоминает по форме сильно вытянутый эллипс, чем заметно отличается от почти круговых орбит всех других планет Солнечной системы. Эллиптичность орбиты небесного тела принято выражать через ее эксцентриситет – отношение большой и малой полуосей орбиты. В случае Меркурия эта величина равна 0,2, тогда как эксцентриситет земной орбиты в 10 с лишним раз меньше (примерно 0,017). Кроме того, орбита Меркурия ощутимо наклонена к эклиптике – плоскости земной орбиты. Угол наклона составляет 7 градусов. По этим двум параметрам – степени эксцентриситета и углу наклона к эклиптике – переплюнуть Меркурий удалось только Плутону (0,25 и 17 градусов соответственно).

Из-за близости к Солнцу Меркурий получает в шесть раз больше солнечного света на единицу площади, чем Земля. В перигелии – точке минимального удаления от Солнца – температура его освещенной поверхности составляет 430 °C, а в афелии – точке максимального удаления – опускается до 290 °C. На ночной стороне планеты температура падает до минус 170 °C. Поскольку средняя плотность Меркурия почти такая же, как у Земли, у него должно быть железное ядро, которое, по расчетам, занимает почти половину объема планеты.

С поверхности Земли Меркурий довольно трудно наблюдать в телескоп (в средних широтах он неплохо виден только в летние месяцы), поэтому составить по-настоящему надежные карты планеты и уточнить ее физические характеристики оказалось возможным после того, как окрестности ближайшей к Солнцу планеты посетил космический зонд «Маринер-10». Меркурий невелик и очень горяч, он уступает Земле в поперечнике почти в три раза, а по объему – в 14 раз. Диаметр Меркурия равняется 4880 километрам, а масса составляет 5,5 % от массы Земли. Сила тяжести на его поверхности втрое меньше земной, и мужчина среднего роста весил бы там примерно 25 килограммов. Среди планет Солнечной системы меньше Меркурия только далекий Плутон. У Меркурия обнаружена чрезвычайно разреженная гелиевая атмосфера, создаваемая солнечным ветром и содержащая ничтожное количество водорода, следы аргона и неона. Ее давление у поверхности планеты в 500 миллиардов раз меньше давления воздуха на Земле на уровне моря. Зонд «Маринер-10» выявил также наличие у Меркурия очень слабого дипольного магнитного поля (в 100 раз слабее земного).

На протяжении долгого времени астрономы считали, что Меркурий, как и Луна к Земле, всегда обращен к Солнцу одним полушарием, то есть вращается вокруг оси синхронно с движением вокруг Солнца. Однако в середине 60-х годов прошлого века с помощью радиолокационных исследований было установлено, что период вращения самой горячей планеты Солнечной системы составляет около 59 суток, следовательно, Меркурий совершает полный оборот вокруг оси за две трети своего года. По логике вещей, солнечная гравитация должна была давным-давно затормозить его осевое вращение, но коль скоро этого не произошло, возникла соблазнительная гипотеза, что Меркурий некогда вращался вокруг Венеры и только сравнительно недавно был отторгнут более массивным небесным телом. Во всяком случае, математическое моделирование его орбиты не исключает варианта, что в далеком прошлом он был спутником Венеры.

Названная в честь древнеримской богини любви и красоты (у греков – Афродита), Венера – ближайшая наша соседка среди больших планет (наименьшее расстояние от Земли – всего 39 миллионов километров) и самое яркое светило на ночном небе после Луны. Она сияет в 13 раз ярче Сириуса, которому принадлежит почетное первое место ярчайшей звезды. Блеск Венеры настолько велик, что при известном навыке ее можно иногда видеть даже днем, на фоне голубого неба. Это объясняется тем, что вторая от Солнца планета укутана толстенной атмосферной шубой, в 100 раз более мощной, чем атмосфера Земли. Газовый покров Венеры, пронизанный несколькими слоями облачности, замечательно отражает солнечный свет.

Честь открытия венерианской атмосферы принадлежит нашему соотечественнику Михаилу Васильевичу Ломоносову. Наблюдая в 1761 году прохождение Венеры по солнечному диску, он записал: «Появился на краю Солнца пупырь, который тем явственнее учинялся, чем ближе Венера к выступлению проходила. Вскоре оный пупырь потерялся, и Венера оказалась вдруг без края...» Ломоносов сделал вывод, что «планета Венера окружена знатною воздушною атмосферою... Какова обливается около нашего шара земного».

Венера находится почти в полтора раза ближе к Солнцу, чем Земля (108 и 149 миллионов километров соответственно), а потому получает от щедрот нашего светила в два с половиной раза больше тепла. По своим размерам Венера и Земля – почти близнецы-сестры: поперечник Венеры лишь немногим уступает диаметру Земли и составляет 12 104 километра (0,95 земного диаметра, который равен 12 756 километрам), а ее масса равняется 81 % массы Земли. Полный оборот вокруг Солнца Венера совершает за 225 земных суток, а вот период ее вращения вокруг оси несколько больше – 243 дня. Ни одна другая планета Солнечной системы не крутится вокруг своей оси столь неторопливо, Венера – бесспорный рекордсмен по части самого медленного суточного вращения. Вдобавок оно совершается шиворот-навыворот, в сторону, противоположную ее орбитальному движению, что вообще-то не уникальное свойство Венеры. Скажем, Уран и Плутон тоже вертятся в обратную сторону, но они проделывают это, лежа практически на боку, в то время как ось Венеры почти перпендикулярна плоскости орбиты. Таким образом, она единственная из планет, которая «действительно» вращается наоборот. Разобраться как следует в особенностях суточного вращения Венеры удалось сравнительно недавно – в начале 60-х годов прошлого века, когда стали широко применяться методы радиолокации, позволившие заглянуть под ее плотный облачный покров.

До полетов к Венере первых космических зондов многие писатели-фантасты представляли себе нашу ближайшую соседку этаким тропическим раем, знойным и душным миром, покрытым непролазными джунглями. Во влажном сумраке бескрайней сельвы прятались мерзкие твари, занятые непрерывным пожиранием себе подобных. В отличие от дряхлого умирающего Марса, Венера рисовалась некоторым ученым младшей сестрой Земли, какой она была в далекие геологические эпохи, много миллионов лет тому назад. Другие настаивали на том, что никакой суши на Венере нет и в помине, а всю поверхность планеты занимает сплошной огромный океан.

Реальность оказалась куда прозаичней и неожиданней. Выяснилось, что атмосфера «белолицей красавицы» (так называли Венеру астрономы Древнего Китая) на 96,5 % состоит из углекислого газа и почти на 3,5 % – из азота. А на долю всех прочих газов – кислорода, водяного пара, окиси и двуокиси серы, аргона, неона, гелия и криптона – приходится не более 0,1 %. Правда, следует иметь в виду, что поскольку венерианская атмосфера в 100 раз мощнее земной, азота там содержится примерно впятеро больше, чем в атмосфере Земли. На поверхности планеты, под чудовищным облачным покрывалом, царит небывалая, оглушительная жара в 460–470 градусов по Цельсию. При такой температуре плавятся некоторые металлы. Даже на освещенной стороне Меркурия немного прохладней. И хотя мощный облачный слой толщиной в несколько десятков километров отражает 77 % падающего на него солнечного света, перенасыщенная двуокисью углерода атмосфера создает на поверхности Венеры сильнейший парниковый эффект, за счет чего температура и достигает столь высоких значений. По той же причине она удивительно стабильна и не зависит от широты местности. Только в высокогорных районах немного прохладнее – на несколько десятков градусов.

Облачный слой, содержащий капельки концентрированной серной кислоты, простирается до высоты 70 километров, а в самых верхних слоях атмосферы присутствуют также соляная и плавиковая кислоты. Облачный слой вращается как единое целое, но гораздо быстрее самой планеты, делая полный оборот за 4–5 суток. Поэтому на высотах около 60 километров постоянно дуют ураганные ветры со скоростью 100 метров в секунду (360 км/ч). А вот вблизи поверхности планеты скорость ветра падает до нескольких метров в секунду, но поскольку атмосфера Венеры в 50 раз плотнее земной и всего лишь в 14 раз уступает в плотности воде, то даже ветер силой 1 метр в секунду – весьма серьезное испытание. Давление атмосферы на поверхности Венеры превосходит земное в 90 раз (90 и 1 бар соответственно), а на дне каньона Дианы зарегистрировано давление в 119 бар. Даже на высочайших горных пиках второй планеты, достигающих 11 километров высоты, давление составляет 45 бар, то есть в 45 раз больше, чем на Земле на уровне моря. Одним словом, Венера – это мир испепеляющего зноя, продуваемый насквозь раскаленными ветрами и навсегда придавленный тяжелой углекислой шубой, мало уступающей по плотности воде. Разумеется, никакая жизнь в привычных нам формах не сможет уцелеть в раскаленном пекле второй планеты. Белолицая красавица китайских астрономов оказалась на поверку самой настоящей геенной огненной.

За недолгий век земной космонавтики окрестности Венеры посетили около тридцати автоматических станций. Первые спускаемые аппараты были рассчитаны на максимальное давление около 7 бар, а потому быстро разрушались еще в верхних слоях венерианской атмосферы. Но именно с их помощью удалось установить газовый состав облачного покрова нашей ближайшей соседки. Отечественные зонды «Венера-13» и «Венера-14», совершившие в 1982 году мягкую посадку на поверхность планеты, сумели проработать около 2 часов в убийственном климате Венеры. Анализ грунта показал, что минералы, слагающие кору планеты, во многом подобны земным базальтам, встречающимся на дне океанских глубоководных впадин. Американский зонд «Магеллан» за четыре года работы на орбите Венеры (1990–1994 годы) составил и передал на Землю подробные карты ее поверхности. Рельеф второй планеты сложен и представляет собой обширные холмистые равнины, пересеченные многочисленными грядами, напоминающими срединно-океанические хребты на Земле, а также высокогорные плато вулканического происхождения.

Вулканическая активность Венеры сомнений не вызывает. На ее поверхности обнаружены десятки тысяч вулканов, причем некоторые из них достигают 100 километров в поперечнике. Возможно, что отдельные вулканы продолжают извергаться до сих пор, но их количество сравнительно невелико. Выявлены и совершенно уникальные формы рельефа в виде очень толстых и медленно растекающихся лавовых потоков – так называемые вулканы-блины. А вот метеоритных кратеров на Венере очень мало – около 900, то есть не более двух на миллион квадратных километров. Для сравнения: на Марсе на такой же площади насчитывается почти полтораста кратеров, а на Луне – около четырехсот. По-видимому, это объясняется тем, что в недалеком прошлом (примерно 500 миллионов лет назад) ее поверхность претерпела своеобразное обновление: древние породы со следами метеоритной бомбардировки были залиты молодой лавой. Дополнительным аргументом в пользу именно такого сценария является отсутствие на Венере проявлений тектоники плит, типичных для Земли или Марса.

Поэтому в последнее время стала весьма популярной гипотеза так называемого «внезапного вулканизма», призванная объяснить уникальные климатические особенности Венеры. Согласно этой гипотезе, отсутствие континентального дрейфа привело к тому, что медленно накапливавшееся подземное тепло около полумиллиарда лет назад в одночасье выплеснулось наружу через десятки тысяч одновременно возникших вулканов. В атмосферу планеты поступило чудовищное количество углекислоты, раскрутившее маховик парникового эффекта. Результатом этих процессов стало исчезновение воды и стремительное повышение температуры.

Остается добавить, что у Венеры не обнаружено магнитного поля и радиационных поясов, несмотря на наличие железного ядра радиусом в 3000 километров и мощной мантии из расплавленных пород, занимающей большую часть объема планеты.

Четвертая планета земной группы получила имя древнеримского бога войны Марса, который первоначально был хтоническим божеством плодородия и дикой природы. Греческое слово «хтонос» означает «земля», а хтоническими существами принято называть порождения земных недр, с избытком наделенные ее производительной силой. Доблестным воителем Марс сделался позже и в таком качестве был отождествлен с древнегреческим Аресом, покровителем коварной и вероломной войны ради войны, в то время как Афина Паллада олицетворяла войну честную и справедливую.

Марс расположен от Солнца в полтора раза дальше Земли, поэтому марсианский год вдвое дольше земного: его продолжительность составляет 687 земных суток. Кроме того, орбита Марса обладает довольно заметным эксцентриситетом (0,09), так что расстояние до четвертой планеты от Солнца меняется в ощутимых пределах – от 250 миллионов километров в афелии до 207 миллионов километров в перигелии (у Земли соответствующие величины равны 152 и 147 миллионам километров). Среднее расстояние между Марсом и Солнцем составляет 227,9 миллиона километров.

Особенности марсианской орбиты приводят к тому, что каждые два года (если точнее, то через каждые 780 дней) Земля и Марс оказываются на минимальном расстоянии друг от друга, которое колеблется от 56 до 101 миллиона километров. Подобные сближения планет принято называть противостояниями. Если же расстояние между ними становится меньше 60 миллионов километров, то говорят о великом противостоянии. Такое событие повторяется через каждые 15–17 лет.

Поперечник Марса составляет 6800 километров, то есть он почти вдвое меньше Земли. По массе он уступает нашей планете в 10 раз, а по площади поверхности – в три с половиной раза. Марсианские сутки чуть-чуть длиннее земных (24 часа 39 минут и 23 часа 56 минут соответственно), а угол наклона экватора к плоскости орбиты равняется 25 градусам, что всего на два градуса больше, чем у Земли. Однако в отличие от нашей планеты сезоны в северном и южном полушариях Марса имеют разную продолжительность, что объясняется заметной вытянутостью его орбиты.

Одним словом, Марс по многим параметрам очень похож на Землю, значительно больше, чем любая другая планета Солнечной системы, поэтому он всегда вызывал повышенный интерес у землян. Ход рассуждений был предельно прост: если на Земле во время оно пышным цветом расцвела жизнь, то разве можно исключить, что и Марс является обитаемой планетой? А коль скоро он, по всей вероятности, старше Земли, то там вполне может существовать высокоразвитая цивилизация, намного опередившая в техническом отношении земную. Когда в конце XIX века итальянский астроном Джованни Скиапарелли сообщил, что неоднократно видел на поверхности Марса сеть длинных темных линий, связывающих полярные и умеренные зоны планеты, американец Персиваль Ловелл немедленно предположил их искусственное происхождение. Вслед за учеными к делу подключились писатели, от души плеснув масла в огонь. Очарование Марсом росло не по дням, а по часам.

Герберт Уэллс населил четвертую планету отвратительными гигантскими слизнями с пучком щупальцев вокруг клювообразного рта. Порождение совсем иной эволюции, они были воплощением голого разума с начисто отсеченной эмоциональной сферой. Высокомерно и презрительно взирали они с космических высот на бестолковое копошение земной жизни. Наша планета интересовала этих разумных головоногих исключительно как неисчерпаемый пищевой ресурс, как очередной форпост на пути их неодолимой экспансии. Намного опережая землян в техническом отношении, они без труда построили огромный межпланетный флот, и на рубеже веков (роман Уэллса «Война миров» был написан в 1898 году) марсианские космические корабли посыпались как горох на многострадальную Землю. Неповоротливые армии европейцев оказались не в силах противостоять исполинским и неуязвимым боевым треножникам, разящим наповал все окружающее смертоносным тепловым лучом. Города приходили в запустение, а железные дороги зарастали сорной травой. Наступал конец света. Человечество спасла случайность: марсиан погубили безвредные для людей земные микроорганизмы, потому что у себя на родине они жили практически в стерильных условиях, почти полностью утратив иммунитет, так как еще много веков назад истребили все инфекционные и паразитарные болезни. Удивительная беспечность для высокоразвитой цивилизации, освоившей пилотируемые космические полеты...

Принципиально иную трактовку столкновения двух миров предложил Алексей Николаевич Толстой в фантастической повести «Аэлита» (1923 год). Он отправляет на Марс двух энтузиастов – инженера Лося и красноармейца Гусева. После короткого межпланетного перелета аппарат, построенный на средства республики (где деньги, Зин?), благополучно высаживает отважных путешественников на поверхность Красной планеты. Марс под пером Толстого неудержимо катится к закату. Этот дряхлый, умирающий мир давным-давно бездарно растранжирил наследие великого прошлого, и теперь высокая культура, созданная упорным трудом десятков поколений марсиан, пребывает в глубоком упадке. Высохшие каналы, покинутые жителями города, разрушенные до основания гигантские водохранилища – на всем лежит печать разора и запустения.

Попутно выясняется, что своим небывалым культурным взлетом марсиане обязаны выходцам с планеты Земля: 20 тысяч лет назад, когда легендарная Атлантида, расколовшись на части, канула в морскую пучину, свирепые Магацитлы – верховная каста атлантов, огнем и мечом насаждавшая цивилизацию по всему миру, – начали покидать родную планету. Сквозь океан падающей воды, в дыму и пепле, они улетали в мировое пространство в бронзовых, имевших форму яйца, космических аппаратах. Марсианские летописи того времени рассказывают:

Сорок дней и сорок ночей падали на Туму Сыны Неба. Звезда Талцетл всходила после вечерней зари и горела необыкновенным светом, как злой глаз. Многие из Сынов Неба падали мертвыми, многие убивались о скалы, но многие достигли поверхности Тумы и были живы.

Предки марсиан называли Тумой родную планету, а кровавая звезда Талцетл – это Земля на местных наречиях. Пришельцы вспахали поля и засеяли их ячменем, прорезали бесплодные марсианские равнины сетью каналов и возвели циклопические постройки. Вместе с ними пришло Великое Знание, записанное цветными пятнами в древних манускриптах.

Посланцы Советской России застали совсем другую эпоху. Если воспользоваться терминологией Льва Николаевича Гумилева, известного отечественного историка, марсиане окончательно и бесповоротно растеряли пассионарность и впали в сущий маразм. Подобное состояние, когда общество предельно атомизировано, а жизненная энергия его членов колеблется возле точки замерзания, принято называть фазой обскурации. Осколки высокой культуры истлевали в пыльных книгохранилищах, а власть была узурпирована кучкой циничных олигархов. Простой народ прозябал в нищете. Само собой разумеется, что герой гражданской войны, отставной комдив Гусев, потерпеть такого безобразия не мог. Он оглянулся окрест, и его душа страданиями уязвлена стала. Боевой комдив затеял военный переворот, и поначалу фортуна ему благоприятствовала. Но вскоре дела пошли вразнос. Опрокинув рыхлое ополчение повстанцев, правительственные войска перешли в решительное наступление, и нашим героям пришлось спешно уносить ноги. Включить четвертую планету в состав Российской Федерации, к сожалению, так и не удалось.

Со страниц «Марсианских хроник», вышедших из-под пера американского писателя-фантаста Рея Брэдбери, встает очень разный Марс. Но в самых пронзительных новеллах этого цикла мы видим все то же самое – хрупкую изысканную культуру, гибнущую под сапогами бесцеремонных и необразованных колонистов с Земли. Эти крепкие и бодрые ребята прекрасно знают, с какой стороны у бутерброда масло, а малейшее проявление интеллигентности вызывает у них здоровый жизнеутверждающий смех. Они весело расстреливают игрушечные марсианские городки, давным-давно покинутые их жителями, и невесомые фарфоровые башенки беззвучно рассыпаются в пыль. Вымирающие аборигены кое-как доживают свой век в самых глухих и недоступных уголках планеты, и только редко-редко можно увидеть стремительные белоснежные парусники марсиан, режущие острыми форштевнями красные пески марсианских пустынь. А на перекрестках дорог, как грибы после дождя, вырастают уродливые бидонвили, открываются сосисочные под аляповатыми вывесками и урчат тяжелые грузовики, неуклюже разворачиваясь в облаках тонкой оранжевой пыли. Одним словом, повторяется великий американский фронтир, в результате которого сгинула и растаяла без следа уникальная культура целого континента.

А какова четвертая планета в действительности? Что представляет собой реальный, а не воображаемый Марс? До недавнего времени на эти вопросы не было ответа. Ученые фантазировали кто во что горазд. Марс – мертвая планета, говорили одни. Если там и была жизнь, то она погибла сотни миллионов лет назад, когда по Земле разгуливали допотопные ящеры. Ничего подобного, возражали другие. А что прикажете делать с разветвленной сетью каналов (между прочим, до 50 километров шириной!), которые соединяют полярные шапки с умеренными широтами Марса? Не подлежит сомнению, что это сложные ирригационные сооружения, перераспределяющие драгоценную марсианскую влагу. Бред сивой кобылы, кипятились скептики. Так называемые каналы – это всего-навсего естественные разломы марсианской коры. А кто сказал, что Марс – суровый и древний мир, вопрошали энтузиасты. Быть может, большая его часть – океаны, скованные ледяным панцирем, а пресловутые каналы – просто-напросто треснувший лед или растительность, питаемая подледной влагой.

Относительная ясность пришла лишь с началом эпохи космонавтики. Первые же зонды, добравшиеся до четвертой планеты, зарегистрировали чрезвычайно разреженную атмосферу, полное отсутствие сколько-нибудь крупных водоемов и многочисленные следы интенсивной метеоритной бомбардировки. Сегодня, когда в окрестностях Марса (и на его поверхности в том числе) побывало множество автоматических станций, мы имеем право подвести первые предварительные итоги. И если пассаж популярного киноактера Филиппова до сих пор остается без ответа («Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе – это пока науке неизвестно»), то относительно цветения яблонь можно высказаться более определенно.

Поскольку Марс получает от Солнца в два с лишним раза меньше тепла, чем Земля, среднегодовая температура на его поверхности составляет минус 60 градусов Цельсия. И хотя летом на экваторе столбик термометра иногда поднимается на несколько градусов выше нуля, суточные перепады температуры огромны и достигают нескольких десятков градусов. Например, в южном полушарии на пятидесятой параллели температура в разгар осени не поднимается выше минус 18 градусов по Цельсию в полдень и падает ночью до минус 63 градусов. Столь значительный размах температурных колебаний на протяжении суток объясняется крайней разреженностью марсианской атмосферы, состоящей на 95 % из углекислого газа. На долю азота и аргона приходится 2,5 % и 1,6 % соответственно, а содержание кислорода не превышает 0,4 %. На северной полярной шапке зарегистрированы исключительно низкие температуры порядка минус 138 градусов Цельсия. Атмосферное давление на поверхности Марса в 160 раз меньше, чем на Земле на уровне моря. Только на дне самых глубоких впадин оно «подрастает» вдвое. Марсианская атмосфера чрезвычайно суха и почти полностью лишена водяных паров. Вдобавок на Марсе периодически вспыхивают сильнейшие бури, поднимающие в воздух миллиарды тонн пыли. Их продолжительность доходит до 100 суток, а скорость ветра достигает 70 километров в час.

Таким образом, современный Марс – это очень суровый мир, и говорить о существовании сколько-нибудь сложных форм жизни в таких экстремальных условиях, по всей вероятности, не приходится. С другой стороны, не следует забывать, что жизнь отличается необыкновенной пластичностью и высоким адаптивным потенциалом. Нам уже случалось упоминать о сообществах организмов, великолепно себя чувствующих вблизи «черных курильщиков» на океанском дне, где температура достигает 250–300 градусов Цельсия. Некоторые земные бактерии могут обходиться без кислорода и выживать в кислотах и щелочах. Твердая поверхность Земли и Мировой океан – лишь небольшая часть обжитого мира, а глубоко в недрах нашей планеты процветает сложная экосистема микроорганизмов, почти не сообщающаяся с внешним миром. По мнению некоторых ученых, количество организмов, обосновавшихся под землей, заметно превышает число наземных обитателей. Споры многих бактерий могут в течение длительного времени выживать в космосе, что было не раз доказано экспериментально. Разумеется, жесткий ультрафиолет их убивает, но тонкого защитного слоя пыли, как правило, оказывается вполне достаточно, чтобы ощутимо повысить их жизнестойкость.

Поэтому совершенно не исключено, что в марсианском грунте могут обнаружиться примитивные формы жизни, особенно если учесть тот факт, что вода на Марсе имеется. Нижний слой полярных шапок Красной планеты толщиной в несколько километров сложен из обычного водяного льда, перемешанного с пылью, а сверху они прикрыты тонкой пленкой замерзшей углекислоты. Это так называемый «сухой лед», который наверняка хорошо вам знаком, читатель: его широко используют в летнюю жару, чтобы уберечь от преждевременного таяния некоторые пищевые продукты, например мороженое. Между прочим, сезонные изменения полярных шапок связаны как раз с испарением этого тонкого (около 1 метра) верхнего слоя. Кроме того, в некоторых областях под поверхностью Марса должна располагаться многокилометровая толща вечной мерзлоты. О наличии криолитосферы свидетельствуют, в частности, некоторые особенности строения геологических структур на поверхности Марса. А сравнительно недавно теоретические выкладки получили надежное экспериментальное подтверждение. Американский космический зонд «Марс Одиссей», запущенный в апреле 2001 года, обнаружил на 60-м градусе южной широты огромный океан подповерхностного водяного льда. Более того, по мнению некоторых ученых, в марсианском грунте на глубинах от 100 до 400 метров вода может находиться даже в жидком состоянии: в противном случае трудно объяснить происхождение специфических борозд на стенках каньонов и кратеров. Правда, не совсем понятно, как при жутких марсианских холодах, промораживающих грунт на пару километров вглубь, может сохраниться жидкая вода. С другой стороны, вблизи магматических очагов, которых на Марсе достаточно, лед может плавиться, переходя в жидкую фазу.

Несколько обескураживает тот факт, что спускаемые аппараты американских «Викингов», совершившие мягкую посадку на поверхность Марса и на протяжении нескольких лет изучавшие состав атмосферы, метеоусловия и грунт, не обнаружили следов органики, которая могла бы быть продуктом жизнедеятельности микроорганизмов. Однако вполне возможно, что конструкторы самоходных устройств просто-напросто неверно выбрали направление поисков. Если микробы прячутся глубоко в грунте, «Викинги» элементарно не сумели бы их отыскать.

Таким образом, вопрос о марсианской жизни можно сформулировать в трех вариантах: 1) на Марсе никогда не было жизни; 2) на поверхности планеты жизни нет, но она может существовать в ее недрах; 3) сегодня на Марсе жизни нет, но она существовала в прошлом, поэтому можно отыскать ее следы. С первым вариантом все ясно. Относительно второго возможны разные мнения, но чтобы уверенно рассуждать о подпочвенных бактериях, необходимы дополнительные исследования. А вот третий вариант представляет бесспорный интерес, поскольку многие ученые убеждены, что в далеком прошлом воды на Марсе было в избытке. По некоторым расчетам, 4 миллиарда лет назад ее было даже больше, чем на Земле.

Об этом свидетельствуют грандиозные каньоны и высохшие речные русла, во множестве встречающиеся на поверхности Марса. Некоторые из них достигают 200-километровой ширины при длине несколько тысяч километров. Даже могучая Амазонка – самая полноводная река нашей планеты – выглядит на этом фоне довольно бледно. Куда могла подеваться вода, сформировавшая эти геологические структуры, возраст которых оценивается в 3 миллиарда лет и более? Между тем планетологи не исключают, что в ту далекую эпоху обширные районы северного полушария Марса были покрыты океаном километровой глубины. Мертвых марсианских озер тоже найдено видимо-невидимо. Одно из них было сравнительно недавно идентифицировано американскими геологами. Его размеры могут поразить самое богатое воображение: по площади оно вполне сопоставимо с суммарной территорией Техаса и Мексики, а глубина этого монстра достигала 2 километров.

Так что же все-таки стряслось с Марсом? Сценариев катастрофы придумано великое множество. Например, французский астроном Жак Ласкар полагает, что угол наклона оси вращения Марса к плоскости его орбиты есть величина переменная. Сегодня, как известно, марсианская ось наклонена к эклиптике под углом 25 градусов, то есть всего на два градуса больше, чем угол наклона земной оси. По мнению Ласкара, 6 миллионов лет назад эта величина составляла 47 градусов. Марс лежал практически на боку, и его полюса получали максимум солнечного тепла. Полярные шапки растаяли полностью, и в атмосферу планеты поступили огромные количества углекислого газа и водяных паров. Углекислота обеспечила парниковый эффект, а водяные пары сконденсировались и выпали на поверхность, образовав океан глубиной в несколько километров. Ласкар считает, что на протяжении последних 10 миллионов лет угол наклона марсианской оси к плоскости эклиптики неоднократно менялся в очень широких пределах – от 13 до 47 градусов. Причиной тому было мощное гравитационное поле ближайших соседей Марса, в первую очередь – Юпитера. Четвертая планета напоминает детский волчок или юлу в состоянии неустойчивого равновесия, на которые оказывают воздействие извне. Марс все время «пляшет», и полюса планеты получают то избыток, то недостаток солнечного тепла. Сегодня на Марсе ледниковый период. Между прочим, по мнению французского астронома, земная ось тоже могла бы «прыгать» взад-вперед, если бы не стабилизирующее влияние Луны.

Другую версию катастрофы предложил наш соотечественник Александр Портнов, статья которого была опубликована в февральском номере журнала «Знание – сила» за 2004 год. Марс нередко называют Красной планетой, и в этом названии нет никакого преувеличения: его поверхность действительно имеет красноватый оттенок из-за высокого содержания в марсианском грунте так называемых красноцветных песков. Вот эти совершенно необычные красные пески Марса, напоминающие по цвету кровь, как раз и заинтересовали Портнова. Дело в том, что и красный цвет крови, и красный цвет марсианских песков объясняется одной и той же причиной – обилием оксида железа. Гемоглобин, придающий крови специфический цвет, содержит оксид железа, а его трехвалентные окислы в виде песка и пыли покрывают поверхность Марса. Портнов пишет:
Американские станции передали сведения о химическом составе марсианского грунта и коренных горных пород. Эти данные указывают, что красный марсианский грунт состоит из оксидов и гидроксидов железа с примесью железистых глин и сульфатов кальция и магния. Такой набор минералов характерен для широко развитых на Земле красноцветных кор выветривания, возникающих в условиях теплого климата, обилия воды и свободного кислорода атмосферы.
В прошлые геологические эпохи, когда на Земле господствовал теплый и влажный оранжерейный климат, красноцветы были распространены гораздо шире и, вероятно, покрывали поверхность всех почти континентов. Суммарная мощность земных красноцветов достигает нескольких километров, но то же самое можно видеть и на Марсе: слой марсианской «ржавчины» оценивается в 3–5 километров. Между прочим, ни на одной планете Солнечной системы, кроме Земли и Марса, подобная «ржавчина» не встречается. При этом хорошо известно, что красноцветные породы на Земле могли образоваться только после того, как в атмосфере появился свободный кислород. Но закавыка в том, что практически весь кислород земной атмосферы (а его там 21 %), имеет биогенное происхождение, то есть образовался в результате биосферных процессов. Другими словами, кислород – это продукт и порождение жизни. Если уничтожить всю растительность, свободный кислород улетучится почти мгновенно. Он вновь соединится с органическими веществами, войдет в состав углекислоты и окислит железо горных пород.

Откуда же взялась марсианская «ржавчина», если содержание кислорода в атмосфере четвертой планеты совершенно ничтожно – не более 0,4 %? Такого его количества явно недостаточно для образования мощного слоя красноцветных пород. Следовательно, эти породы очень древние и сформировались тогда, когда свободного кислорода было много. Он был изъят из марсианской атмосферы и окислил железо горных пород, образовав знаменитые красные пески. Разветвленная речная сеть неопровержимо свидетельствует об изобилии воды в далеком прошлом. Резюме: столь мощный слой «ржавчины» на Марсе мог возникнуть только при совместном действии воды и свободного атмосферного кислорода в условиях теплого климата. А поскольку кислород в таких количествах должен иметь биогенное происхождение, на Марсе некогда шумели леса.

Что же произошло? Что погубило жизнь на Красной планете? Портнов полагает, что на поверхность Марса рухнули обломки его третьего спутника – Танатоса. Однако обо всем по порядку.

У марсианских красных песков есть уникальная особенность – они магнитны. Нередко их так и называют – магнитные красноцветные пески Марса. А вот земные красноцветы, странным образом, не намагничены. В чем же тут дело? Еще раз послушаем Портнова:

Гематит и лимонит – широко распространенные руды железа, а маггемит образуется изредка при окислении магнетита, если сохраняются его первичная кристаллическая структура и магнитные свойства. При нагревании выше 200 °C маггемит превращается в гематит и становится немагнитным.

Маггемит считался на Земле минералом редким до тех пор, пока я не обнаружил, что территория Якутии буквально засыпана огромным количеством магнитной окиси железа. Это были красно-бурый песок или стяжения различной формы. Но свойства этого маггемита были необычными: после прокаливания он оставался магнитным, подобно его синтетическому аналогу. Я описал его как новую минеральную разновидность и назвал «стабильным маггемитом». Возникли вопросы: почему он отличается по свойствам от «обычного» маггемита, почему его так много в Якутии, но нет среди многочисленных красноцветов экваториальной зоны Земли?
Остается объяснить, откуда взялся стабильный маггемит, да еще в таких количествах. Портнов пишет, что он легко образуется при прокаливании лимонитовых кор выветривания, которых в Якутии очень много. Следовательно, нужно искать источник высокой температуры. Поначалу ученые грешили на лесные пожары, но это не объясняло ровным счетом ничего: леса горят повсюду, в том числе и на экваторе, а магнитной окиси железа там или вовсе нет, или ничтожно мало. Разгадка пришла, как это часто бывает, с неожиданной стороны.

В бассейне сибирской реки Попигай был обнаружен гигантский метеоритный кратер около 130 километров в поперечнике, возраст которого, по мнению специалистов, составляет 35 миллионов лет. Грандиозная катастрофа произошла на рубеже двух геологических периодов кайнозойской эры – эоцена и олигоцена, когда флора и фауна Земли претерпели значительные изменения. В частности, граница этих эпох отмечена дивергенцией единого ствола приматов и появлением первых человекообразных обезьян. Вполне вероятно, что одной из причин, перекроившей лицо нашей планеты, стала метеоритная атака из космоса. Предположительно Попигайский астероид достигал 8 – 10 километров в диаметре и летел со скоростью около 30 километров в секунду. Он пробил атмосферу насквозь, а высвободившаяся при ударе энергия была столь велика, что моментально расплавила несколько тысяч кубических километров горных пород, перемешав воедино базальты, граниты и осадочные отложения. В радиусе нескольких тысяч километров все сгорело дотла, испарились воды озер и рек, а поверхность планеты на значительном протяжении прожарилась, как кость в огне.

А теперь вспомним, что непосредственно за орбитой Марса располагается пояс астероидов – огромный рой миниатюрных планет и обломков неправильной формы, обращающихся вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера. Самая большая из малых планет – Церера, открытая еще в 1801 году, имеет диаметр около 1000 километров, но подавляющее большинство небесных тел в поясе астероидов гораздо меньше – от сотен метров до нескольких километров. На Марсе выявлены следы интенсивной метеоритной бомбардировки; одних только гигантских кратеров, каждый из которых больше Попигайского, насчитывается на его поверхности более сотни. Таким образом, мы вправе предположить, что магнитные красноцветы Марса обязаны своим происхождением сильнейшему прокаливанию его грунта в результате астероидного удара. Разреженная атмосфера четвертой планеты тоже получает естественное объяснение, поскольку газы при высоких температурах превращаются в плазму и улетучиваются в космос. А кислород, обнаруживаемый сегодня на Марсе в ничтожных количествах, можно смело назвать реликтовым: это убогие остатки того кислорода, который некогда породила уничтоженная жизнь.

У Марса имеются два крохотных спутника – Фобос и Деймос («страх» и «ужас» в переводе с греческого), которые вращаются вокруг материнской планеты на очень низких орбитах. Их происхождение окончательно не установлено. В свое время известный отечественный астрофизик И. С. Шкловский даже высказал гипотезу, что Фобос может иметь искусственное происхождение, однако впоследствии его гипотеза не подтвердилась. По мнению большинства ученых, спутники Марса захвачены им из пояса астероидов. Они представляют собой небесные тела неправильной формы с почти круговыми орбитами. Фобос напоминает картофелину длиной 26 и шириной 18 километров. Размеры Деймоса еще меньше – 16 и 10 километров соответственно. Деймос обращается вокруг Марса на расстоянии около 23 тысяч километров, а вот Фобос стелется совсем низко: его отделяют от планеты чуть менее 6 тысяч километров. Период его обращения очень мал – за одни марсианские сутки он успевает трижды обогнуть Марс. Фобос быстро приближается к материнской планете, и вполне возможно, что он довольно скоро (по астрономическим меркам, разумеется) пересечет так называемый предел Роша, то есть некоторое вполне определенное критическое расстояние (свое для каждого небесного тела), на котором гравитационные силы разрывают спутник на части.

На Марсе предел Роша проходит в 5 тысяч километров от поверхности планеты, поэтому Фобосу осталось чуть да маленько до бесславной, но шумной гибели. По оценкам специалистов, трагедия приключится примерно через 40 миллионов лет и будет иметь катастрофические последствия. Когда обломки спутника рухнут на Марс, его поверхность разогреется до высочайших температур, а остатки атмосферы в виде плазмы улетят в мировое пространство.

Портнов пишет:

Между прочим, наша планета тоже знавала нелучшие времена и не уставала шарахаться из крайности в крайность. На протяжении последних двух миллионов лет жестокие оледенения с завидной регулярностью сменялись теплыми межледниковьями. Около 10 тысяч лет назад, в так называемый максимум голоцена, ледники окончательно растаяли и среднегодовая температура упрямо полезла вверх. За сравнительно короткое время она выросла весьма основательно, превысив на 3–5 градусов современные значения. В ту пору все климатические пояса были сдвинуты на 800 – 1000 километров к северу, и на широте современного Мурманска шумели дубравы. Пустыня Сахара была цветущей саванной, на просторах которой щипали травку необозримые стада копытных, а в илистой жиже теплых водоемов плескались крокодилы и бегемоты. Но разве кто-нибудь сегодня об этом помнит? Дела давно минувших дней, преданья старины глубокой...

Заслуживает внимания рассказ Александра Портнова о долетевших до Земли фрагментах марсианской коры после падения Танатоса. Метеоритов родом с Марса известно несколько десятков, что уже само по себе наводит на определенные размышления. Сегодня их марсианское происхождение сомнений практически не вызывает, поскольку изотопный состав редких газов этих небесных тел идентичен составу атмосферы Марса. Но метеорит ALH84001 весом около 2 килограммов, найденный в Антарктиде в 1984 году, вызвал настоящую сенсацию. Тщательное изучение находки показало, что упомянутый метеорит испытал сильное ударное воздействие около 16 миллионов лет назад, а на Землю попал сравнительно недавно (13 тысяч лет назад). Все бы ничего, но исследование его внутренней структуры с помощью сканирующего электронного микроскопа позволило выявить в теле небесного гостя весьма специфические детали, напоминающие окаменелости микроорганизмов. По характеру химических отложений, внутри которых «законсервированы» бактерии, ученые пришли к выводу, что их возраст составляет 3,6 миллиарда лет, то есть бесспорно относится к моменту пребывания метеорита в марсианских породах. Правда, специалистов смущает тот факт, что гипотетические марсианские бактерии в 100 – 1000 раз уступают в размерах их земным аналогам. Микробиологи пожимают плечами: в столь малом объеме не смогут уместиться внутриклеточные органеллы, необходимые для их жизнедеятельности.

Размеры «марсианских» бактерий вполне сопоставимы с земными вирусами, но последние не имеют клеточной структуры и не могут существовать самостоятельно. С другой стороны, в какой степени можно доверять микробиологам, если речь идет о законах чужой эволюции? Одним словом, вопрос остается открытым: к настоящему времени в распоряжении земной науки имеется один-единственный свидетель внеземной жизни, весьма, впрочем, ненадежный.

Пятая планета Солнечной системы по праву носит имя верховного бога из древнеримского пантеона. Олимпиец Юпитер, он же греческий Зевс-громовержец, суровый, но справедливый господин: ему ничего не стоит шарахнуть смертоносным перуном по паршивому неслуху, кем бы тот ни был – человеком или еще какой иной божьей тварью. Чтобы слепить один Юпитер, потребовалось бы 318 Земель – именно в такое количество раз он превосходит Землю по массе. И хотя он в два с лишним раза увесистее всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых, необходимо не меньше 1047 Юпитеров, чтобы вылепить одно-единственное Солнце. Диаметр Юпитера превосходит земной в 11 раз и составляет почти 143 тысячи километров. Как и подобает патриарху планетного семейства, он плывет по небу с приличествующим его сану достоинством, вальяжно и неторопливо, в сопровождении почетного эскорта из своих 63 спутников, совершая полный оборот вокруг Солнца за 12 без малого лет. Царствующим особам с Олимпа спешить некуда, у них впереди вечность.

Юпитер возглавляет список газовых гигантов, которые разительно отличаются от планет земной группы. Во-первых, они очень велики и массивны: на их долю приходится 99,5 % массы всей планетной семьи. Во-вторых, они состоят в основном из водорода и гелия, поэтому средняя плотность вещества планет-гигантов приближается к плотности воды – от 0,7 г/см3у Сатурна до 1,6 г/см3у Нептуна. Средняя плотность планет земной группы много выше и колеблется от 5,5 г/см3у Земли до 3,9 г/см3у Марса. В-третьих, они лишены отчетливой грани, разделяющей атмосферу и поверхность планеты: их мощная газовая оболочка плавно переходит в океан жидкого молекулярного водорода. Наконец, все планеты-гиганты окольцованы, но если о знаменитых кольцах Сатурна наслышаны все, то аналогичные образования у Нептуна, Юпитера и Урана были обнаружены сравнительно недавно.

Царственный Юпитер смотрится весьма внушительно даже на фоне своих газовых собратьев. Например, Сатурн, мало уступающий ему в размерах, в три с лишним раза легче Юпитера. Видимая поверхность пятой планеты – это слой сплошной облачности из чередующихся темных и светлых поясов, окрашенных в разные цвета и простирающихся от экватора до сороковых параллелей северной и южной широты. Пестрота широтных поясов объясняется примесью различных химических соединений. Пожалуй, самая известная деталь на поверхности Юпитера – так называемое Большое красное пятно, овальное образование переменных размеров, расположенное в южной тропической зоне. В настоящее время его размеры составляют 15 000 х 30 000 километров, так что внутри красного пятна можно без труда уложить бок о бок два земных шара. Астрономы наблюдают эту загадочную структуру на протяжении 300 лет.

Некоторые ученые считали красное пятно твердым и достаточно легким телом, плавающим в верхних слоях атмосферы, но сия экстравагантная версия не нашла подтверждения. По современным представлениям, Большое красное пятно – это свободно мигрирующий атмосферный вихрь антициклонического типа, однако о происхождении этого вихря и причинах его поразительной стабильности планетологи не могут сказать ничего определенного.

Несмотря на свою увесистость, Юпитер очень резво вращается вокруг оси. Полный оборот совершается всего за 9 часов 50 минут, так что продолжительность юпитерианских суток не превышает 10 часов. А поскольку планета представляет собой нетвердое тело, скорость осевого вращения разнится в зависимости от широты, поэтому экваториальные зоны вращаются быстрее полярных. Смены времен года на Юпитере не бывает, так как плоскость его экватора практически лежит в плоскости орбиты (угол наклона составляет всего 3 градуса). Как уже говорилось, основными компонентами Юпитера, слагающими тело планеты, являются водород и гелий в соотношении 80 и 20 % соответственно (по массе). При этом исследования с помощью космических зондов показали, что верхний слой облачности, по всей вероятности, состоит из перистых аммиачных облаков, а ниже находится смесь водорода, метана и замерзших кристаллов аммиака. За счет конвективных процессов в атмосфере Юпитера формируется система устойчивых зональных течений в виде сильных ветров, дующих в одном направлении. Скорость их весьма значительна и колеблется от 50 до 150 метров в секунду. У Юпитера обнаружено мощное магнитное поле, по напряженности на порядок превосходящее магнитное поле Земли. Планету окружают протяженные радиационные пояса, а шлейф магнитосферы Юпитера можно зафиксировать даже за орбитой Сатурна.

Юпитер расположен от Солнца впятеро дальше, чем Земля, на расстоянии около 800 миллионов километров, поэтому температура внешнего облачного покрова гигантской планеты не поднимается выше минус 130 градусов по Цельсию. Однако тепловое излучение его недр вдвое превышает приток солнечного тепла, что говорит о сложных процессах, совершающихся в глубинах планеты. С глубиной давление и температура стремительно растут, достигая очень больших величин. В 1995 году окрестности Юпитера посетил американский зонд «Галилео», спускаемый аппарат которого сумел с помощью парашюта проникнуть в атмосферу газового гиганта вплоть до глубины 156 километров, в результате чего были получены ценные данные о внутреннем строении планеты. А сам зонд впервые в истории вышел на орбиту вокруг Юпитера и до 2003 года изучал планету и ее спутники. Приведу цитату из фундаментального труда «Астрономия: век XXI», выпущенного к 175-летию Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга.

Ничуть не менее интересны и большие спутники Юпитера, которые принято называть галилеевыми, в честь открывшего их в начале XVII века итальянского физика и астронома Галилео Галилея. Их четыре – Ио, Европа, Ганимед и Каллисто, причем Ганимед – самый большой спутник в Солнечной системе; он превосходит по размерам даже Меркурий. Однако в настоящее время пристальное внимание большинства ученых привлекает второй из галилеевых спутников – Европа, как возможный кандидат на роль колыбели простейших форм жизни. Дело в том, что поверхность этой небольшой планеты (ее диаметр чуть меньше лунного) покрыта мощной ледяной корой стокилометровой толщины, а под ней лениво катит волны сплошной океан жидкой воды, глубина которого может достигать 50 километров. Подледный океан представляет собой своего рода мантию Европы, причем вполне вероятно, что вода в нем теплая, поскольку подогревается поступающим из недр планеты теплом. Таким образом, второй спутник Юпитера – единственное, кроме Земли, небесное тело Солнечной системы, не испытывающее нехватки животворной влаги.

Средняя плотность Европы приближается к плотности планет земной группы и составляет около 3 г/см3. Следовательно, 80 % ее массы приходятся на силикатные породы, слагающие разогретое ядро, а 20 % – на водяной лед (жидкая водно-ледяная мантия плюс ледовая кора). Ледовый панцирь планеты покрыт густой сетью трещин и разломов, что говорит об активных тектонических процессах, протекающих в недрах Европы. Крупные трещины простираются на тысячи километров, а их ширина колеблется от 20 до 200 километров. Не исключено, что в теплом подпанцирном океане второго спутника Юпитера могут существовать простейшие формы жизни. Некоторые ученые полагают, что наиболее благоприятные условия должны складываться не в океанских глубинах, а в области тектонических разломов на поверхности планеты. Дело в том, что из-за приливного эффекта Юпитера трещины периодически сужаются и расширяются. В последнем случае вода поднимается почти до самой поверхности, и тогда ее толщу начинает проникать солнечный свет, необходимый для поддержания жизни.

Другой спутник Юпитера – Ио – немного больше Луны и примечателен активным вулканизмом, который стимулируется приливным воздействием материнской планеты и гравитационными возмущениями его ближайших соседей – Европы и Ганимеда. Но почти целиком состоит из горных пород, а десятки действующих вулканов выбрасывают пары серы и сернистый газ на высоту в сотни километров со скоростью 1 километр в секунду. Поэтому при весьма низких средних значениях температуры на поверхности Но (минус 140 градусов по Цельсию) там можно обнаружить горячие пятна размером от 75 до 250 километров, температура которых достигает 100–300 °C. Самые крупные спутники Юпитера – Каллисто и Ганимед – наполовину состоят изо льда. Диаметр Каллисто почти равен диаметру Меркурия, а Ганимед превосходит его по размерам.

Шестая планета Солнечной системы, известная с глубокой древности, была названа в честь римского бога Сатурна, которого принято отождествлять с греческим Кроносом. Сатурн имел скверную привычку глотать своих новорожденных детей, ибо, по предсказанию Геи, его должен был лишить власти собственный сын. Избежать печальной участи удалось только младшему, Зевсу-Юпитеру, вместо которого Рея, жена Сатурна, подсунула мужу завернутый в пеленку камень. Возмужав, Юпитер учинил дворцовый переворот, а прожорливого родителя сбросил в Тартар. В старину Кронос-Сатурн символизировал неумолимое всепожирающее время. Личность, что и говорить, малоприятная, хотя и сынок с папашей тоже не особенно церемонился. Так что поэт имел полное право написать:
А к полночи восходит на востоке

Мертвец Сатурн и блещет, как свинец.

Поистине зловещи и жестоки

Твои дела, Творец!

Сатурн удален от Солнца почти на полтора миллиарда километров – вдесятеро дальше Земли, поэтому на единицу площади он получает в 90 раз меньше солнечного тепла, а его температура на границе верхней облачности не превышает минус 120 градусов по Цельсию. Однако тепловое излучение его недр вдвое превосходит поток энергии, получаемый им от Солнца. Сатурн – водородно-гелиевый шар, но в отличие от Юпитера он содержит значительно больше водорода по сравнению с гелием – 94 % и 6 % соответственно (по объему). Орбита этого холодного гиганта представляет собой почти правильную окружность, а полный оборот вокруг Солнца он совершает за 29 с половиной лет.

Знаменитые кольца Сатурна впервые обнаружил голландский физик и астроном Христиан Гюйгенс во второй половине XVII века, а еще четверть века спустя французский астроном итальянского происхождения Дж. Кассини сумел разглядеть темную щель, разделяющую яркое плоское кольцо надвое. Внешнюю часть этого гигантского ожерелья, простирающегося почти на миллион километров, назвали кольцом А, а внутреннюю – кольцом В. Впоследствии удалось выявить еще четыре кольца – С, D, Е и F, a в 1980–1981 годах американские космические зонды «Вояджер-1» и «Вояджер-2» передали на Землю снимки Сатурна и его колец с высоким разрешением. На этих снимках отчетливо видно, что кольца Сатурна состоят из многих тысяч отдельных узких колечек. Система колец, опоясывающая шестую планету, – это мириады каменных и ледяных обломков самой различной величины и формы.

Сатурн столь же полосат, как и Юпитер, но из-за низких температур, вымораживающих пары аммиака с образованием густого тумана, его широтные пояса видны не так отчетливо. Близ северного полюса обнаруживается гигантский атмосферный вихрь овальной формы размером с Землю, получивший название Большого коричневого пятна. В атмосфере Сатурна дуют сильные зональные ветра, скорость которых – от 100 до 500 метров в секунду в зависимости от широты. Подобно Юпитеру, Сатурн обладает мощным магнитным полем, ось которого совпадает с осью вращения планеты.

Из 56 лун Сатурна наибольший интерес представляет его крупнейший спутник – Титан, немного уступающий Ганимеду, но превосходящий по размерам Меркурий. Его диаметр составляет 5150 километров, но разглядеть детали на поверхности планеты не представляется возможным из-за плотной атмосферы, давление которой в полтора раза больше, чем на Земле на уровне моря. Атмосфера Титана почти целиком состоит из азота (98,4 %), а на долю метана приходится всего лишь 1,6 %. Кроме того, в ней обнаруживаются примеси пропана, этана, ацетилена, аргона, гелия, окиси и двуокиси углерода и некоторых других газов. Температура верхних атмосферных слоев приближается к минус 120 градусам по Цельсию, тогда как температура поверхности планеты много ниже и составляет минус 179 градусов, что объясняется своеобразным антипарниковым эффектом (густой туман рассеивает и отражает солнечные лучи). Между прочим, если бы человек каким-то чудом оказался на Титане, он, по всей вероятности, сумел бы запросто парить в его очень плотной атмосфере, прицепив к рукам крылья наподобие греческого Икара, поскольку сила тяжести на поверхности крупнейшей луны Сатурна в семь раз меньше земной.

До недавнего времени ученые полагали, что под облачной шубой Титана может скрываться океан километровой глубины из этана, метана и азота, однако данные, полученные автоматической станцией «Кассини», посетившей окрестности Сатурна и сделавшейся его искусственным спутником, заставили пересмотреть это мнение. В начале 2005 года «Кассини» отстрелила зонд «Гюйгенс», который вошел в атмосферу Титана и с помощью парашюта совершил мягкую посадку на его поверхность. Оказалось, что жидкости на Титане весьма негусто: пока удалось найти лишь сравнительно небольшие углеводородные озера в районе северного полюса. После «прититанивания» «Гюйгенса» эта планета стала единственным спутником в Солнечной системе (не считая, разумеется, Луны), на поверхность которой опустился космический зонд. А станция «Кассини» продолжает исправно трудиться на орбите Сатурна до сих пор.

До второй половины XVIII века никто и никогда не появлялся на свет под знаком Урана, ибо наши предки не ведали о существовании этого небесного тела. Седьмая планета Солнечной системы была открыта в 1781 году англичанином Вильямом Гершелем, за что он удостоился звания придворного астронома с окладом в 200 фунтов. Новичка почти сразу же окрестили Ураном, что было вполне естественно: раз Сатурн приходится Юпитеру родным папой, то очередную планету следовало назвать в честь дедушки.

Уран кружится вокруг Солнца на расстоянии около 3 миллиардов километров, совершая полный оборот за 84 года со скоростью почти 7 километров в секунду (орбитальная скорость Земли – 29 километров в секунду). Ничего удивительного в этом нет, ибо чем дальше планета отстоит от Солнца, тем медленнее она вращается – так гласит третий закон Кеплера. А вот осевое вращение Урана вполне уникально: плоскость его экватора наклонена к плоскости орбиты под углом 98 градусов, так что он вращается вокруг оси практически лежа на боку. Поэтому продолжительность дня и ночи на седьмой планете намного превышает период ее осевого вращения. Солнце, которое с поверхности Урана выглядит яркой звездой, медленно, в течение 21 земного года, поднимается в небе, а достигнув зенита, еще 21 год неторопливо ползет вниз, пока не скроется за горизонтом. Наступает 42-летняя ночь. Так обстоит дело на полюсах, где продолжительность дня и ночи составляет по 42 года. На широте 30 градусов день и ночь длятся по 14 лет, а на широте 60 градусов – по 28. Период осевого вращения Урана равняется в среднем 15 часам, ощутимо меняясь в зависимости от широты.

Как и другие планеты-гиганты, Уран представляет собой огромный газовый шар, на 85 % состоящий из водорода, на 12 % – из гелия и на 2,3 % – из метана. Его средняя плотность лишь немного превышает плотность воды и составляет 1,3 г/см, а масса в 14,5 раза больше массы Земли. По размерам седьмая планета заметно уступает Юпитеру и Сатурну, однако ее диаметр (около 51 120 километров) в четыре раза превышает земной. Уран – очень холодный мир. Температура его поверхности почти не меняется по широте, но значительно колеблется в зависимости от глубины – от минус 210 градусов Цельсия на уровне верхней облачности до минус 170 градусов в подоблачном слое. В отличие от других газовых гигантов, Уран практически не имеет внутренних источников тепла. У седьмой планеты обнаружено мощное магнитное поле и девять очень узких и плотных колец, почти не отражающих солнечного света. До настоящего времени в окрестностях Урана побывал один-единственный космический зонд – «Вояджер-2», стремительно пролетевший мимо него январе 1986 года.

А что может сказать наука о потрохах лежащего на боку дедушки? В книге «Астрономия: век XXI» читаем:

Нептун был открыт в 1846 году «на кончике пера» французским астрономом Леверье. Обнаружив аномалии в орбитальном движении Урана, он предположил, что на седьмую планету Солнечной системы оказывает влияние неизвестное массивное тело, и точно рассчитал его положение на небосводе. Руководствуясь вычислениями Леверье, немецкие астрономы Галле и Д'Арре без труда отыскали восьмую планету, которая обнаружилась в точке небесной сферы, указанной прозорливым французом. Это было полное торжество классической механики Ньютона.

Новую планету решено было назвать Нептуном (он же греческий Посейдон) в честь древнеримского покровителя морской стихии. Повелевающий бурями Нептун приходился родным братом Юпитеру, вместе с которым он поделил господство над миром после низвержения титанов. По жребию ему досталось в удел море, тогда как венценосный громовержец обосновался на Олимпе и стал управлять горними высями. Их третий единоутробный отпрыск – ужасный Аид (другое его имя – Плутон) – поселился во «мрачных пропастях земли» и сделался владыкой царства мертвых.

С момента открытия восьмой планеты Солнечной системы прошло больше полутора веков, но один нептуновский год минет только в 2011 году, так как Нептун, удаленный от Солнца на 4 с половиной миллиарда километров (или 30 астрономических единиц), совершает полный цикл за 165 земных лет. По своим физическим параметрам он мало отличается от Урана, немного уступая ему в размерах (диаметр Нептуна составляет почти 49 530 километров), но ощутимо превосходя по массе (17 масс нашей планеты), что объясняется его большей средней плотностью (примерно 1,64 г/см3). От Солнца Нептун получает в 900 раз меньше тепла, чем Земля. Однако в отличие от спокойного Урана интенсивность теплового излучение недр восьмой планеты почти втрое превышает приток солнечной энергии извне. Этот феномен связывают с распадом тяжелых радионуклидов в ядре планеты.

Из-за огромной удаленности Нептуна изучение его поверхности сопряжено со значительными трудностями. Однако голь на выдумки хитра. Воспользовавшись уникальным взаимным расположением Земли и планет-гигантов, космический зонд «Вояджер-2» умудрился проскользнуть в 1989 году на расстоянии 5000 километров от Нептуна, сумев разглядеть некоторые детали его облачной шубы. В южном полушарии планеты обнаружено Большое темное пятно размером с Землю, стремительно дрейфующее в западном направлении со скоростью 325 метров в секунду. Ветра, дующие в атмосфере Нептуна, тоже не фунт изюму: их скорость достигает 400–700 метров в секунду. Земные ураганы, срывающие кровли с домов и опрокидывающие железнодорожные составы, на этом фоне не более чем ласковый морской бриз. У планеты выявлено магнитное поле, в два раза уступающее по мощности магнитному полю Урана, а также система колец, некоторые из которых представляют собой незамкнутые образования наподобие арок.

Как и все остальные газовые гиганты, Нептун – водородно-гелиевый мир, причем на долю гелия приходится не более 15 %, а метана и того меньше – около 1 %. Специалисты предполагают, что под облачным слоем лежит обширный водяной океан, насыщенный ионами различных химических элементов.

В. Г. Сурдин, один из авторов работы «Астрономия: век XXI», пишет:
Значительное количество метана, по-видимому, содержится глубже, в ледяной мантии планеты. Даже при температуре в тысячи градусов при давлении в 1 Мбар (один миллион бар, т. е. в миллион раз больше, чем на поверхности Земли. – Л. Ш.) смесь воды, метана и аммиака может образовывать твердые льды. На долю горячей ледяной мантии, вероятно, приходится 70 % массы всей планеты. Около 25 % массы Нептуна должно, по расчетам, принадлежать ядру, состоящему из окислов кремния, магния, железа и его соединений, а также каменных пород. Модель внутреннего строения планеты показывает, что давление в ее центре около 7 Мбар, а температура – около 7000 К.
У Нептуна имеется 13 спутников, но наиболее примечателен крупнейший из них – Тритон, имеющий в поперечнике 2705 километров. Обращаясь вокруг материнской планеты на расстоянии 355 тысяч километров (примерно такое же расстояние отделяет Луну от Земли), он единственный из всех спутников Нептуна движется по орбите в обратном направлении. Температура поверхности Тритона не превышает 38 градусов Кельвина (минус 23 градуса Цельсия) и представляет собой трещиноватую равнину, напоминающую дынную корку. Предполагается, что под ледовым панцирем толщиной около 200 километров лежит водный океан 150-километровой глубины, насыщенный аммиаком, метаном и солями.

Однако самая большая загадка Тритона – это его вулканическая активность. Специалистам пришлось даже придумать специальный термин – криовулканизм, то есть вулканизм при низких температурах, ибо никому в голову не могло прийти, что насквозь промерзшие миры на задворках Солнечной системы могут обладать хоть какой-то вулканической активностью. Представьте себе гейзер, взламывающий азотный лед на поверхности планеты и взлетающий на высоту до 8 километров. При этом толщина столба тоже весьма нехилая – от 20 метров до 2 километров. Вспорхнувшая в поднебесье струя развеивается ветрами (у Тритона есть разреженная атмосфера, состоящая из азота, небольшого количества метана и водорода) и превращается в шлейфы, тянущиеся на 150 километров.

Тритон на 70 % сложен из силикатов и на 30 % изо льдов, в состав которых входят азот, окись углерода и метан. Криовулканизм внятного объяснения пока не получил, но некоторые ученые полагают, что он может быть связан с приливным разогревом поверхности планеты, а также с проникновением солнечной радиации через полупрозрачные верхние слои льда.

По сравнению с Тритоном, который лишь немногим меньше Луны, Нереида, имеющая в поперечнике какие-то жалкие 340 километров, смотрится совершенной крохой. Тем не менее это третий по величине спутник Нептуна, прежде всего интересный тем, что обращается вокруг материнской планеты по чрезвычайно вытянутой орбите с эксцентриситетом около 0,75. Такие орбиты сплошь и рядом встречаются у комет, которые то приближаются к Солнцу, истаивая в пламени его хромосферы, то улетают во мрак и холод далеких окраин Солнечной системы.