Пользовательского поиска


предыдущая главасодержаниеследующая глава

На поверхности и в недрах

Пусть не скоро еще ступит человек на спутники далеких планет. Но все равно уже сейчас интересно, полезно,- нет, просто необходимо! - знать, что там окажется у него под ногами. Ведь недаром первые карты нашей Луны начали появляться, когда о космонавтике никто всерьез и не помышлял. Первая лунная карта-схема была составлена Яном Гсвелием (1611-1687) из Данцига (ныне это польский город Гданьск). В своей "Селенографии, или Описании Луны", вышедшей в 1647 г., Гевелий поместил выполненные им собственноручно искуснейшие гравюры, показывающие многие черты поверхности нашего спутника с их названиями, предложенными им же и значащимися на всех картах и поныне.

Великий астроном У. Гершель и его немецкий коллега и современник И. X. Шрётер (1745-1816) в своих трудах упоминают, что они не раз замечали темные пятна на галилеевых спутниках, но ведь на основе этого карту не составишь. Лишь в 1849 г. опытный английский наблюдатель У. Р. Доуэс стал первым, кто точно и определенно описал ту или иную деталь поверхности юпитерианских спутников. На крупнейшем из них - Ганимеде - он обнаружил полярную шапку. К концу прошлого века штрих за штрихом добавляли к этой картине пользовавшиеся лучшими телескопами своего времени Барнард, Лоуэлл и видный испанский астроном X. Комас Сола (1868- 1937). В двадцатом столетии к ним присоединился астроном Л. Бреннер (1855-1928), который возместил слабость своего телескопа отличными условиями наблюдений, проведенными на островке Лиссинпикколо в Адриатическом море, и известный исследователь Марса Э. Антониади (1870-1944).

Наконец, в 1951 г. американец Э. Дж. Рис смог уже составить обобщающую все известные факты первую карту поверхности Ганимеда. Для отсчета координат необходима нулевая линия. За нее Рис принял центральный меридиан диска спутника в тот момент, когда он находился за Юпитером во время противостояния планеты.

Интересное совпадение: двумя-тремя годами позже Риса были опубликованы карты Ганимеда и остальных галилеевых спутников, составленные незадолго до его смерти видным французским астрономом Б. Лио [(1897-1952), изучавшим небо при помощи крупного рефрактора знаменитой обсерватории Пик-дю-Миди в Пиренеях. Лио, работая совершенно независимо, выбрал для Ганимеда в качестве "гринвичского" тот же меридиан, что и Рис. Впрочем, это скорее не совпадение, а просто логика: этот меридиан, действительно, самый подходящий. Как мы помним, именно такой меридиан принят за основной и у спутников Марса.

Известно, что четыре крупнейших спутника Юпитера обладают синхронным вращением, так же как Луна и спутники Марса: чтобы совершить один оборот вокруг собственной оси, им требуется столько же времени, сколько на полное обращение вокруг своей планеты. Поэтому к планете они всегда обращены одной и той же стороной. Зато с Земли юпитерианские луны предстают разными сторонами попеременно.

И все-таки приходится признаться, что еще не пробил час науки, которой можно было бы, по аналогии с земной географией, дать имя "ганимедографии" или "каллистографии" и т. д. - слишком мало у нас данных для этого.

Но вот с тем, "из чего сделаны спутники", то есть, как говорят специалисты, какими породами сложена их поверхность, и даже, как это ни парадоксально, их внутренние области, уже можно судить с немалой уверенностью.

Важным источником информации для нас является свет, отражаемый этими телами. Ведь известно, что отраженный, переизлученный свет обязательно чем-то отличается от света падающего, и эта разница, вызванная поглощением части спектра, может немало рассказать пытливому исследователю. В первую очередь о цвете.

Каждая из юпитеровых лун имеет свою окраску. Правда, еще лет тридцать назад советский астроном В. И. Чередниченко указал, что синевато-голубоватый цвет у них преобладает. Однако, по мнению различных наблюдателей, оттенки и даже цвета у разных спутников все же существенно отличаются. И более того, один и тот же спутник в различное время и по данным разных астрономов может казаться то желтоватым, то серовато-голубым, то красновато-желтым, то чисто белым. А на Ганимеде различали темную область, которую одни исследователи описывали как шоколадно-коричневую, а другие - как серо-зеленую.

Пожалуй, еще более важную роль, чем цвет, играет яркость спутников. В самом конце XVIII в. в продолжение двух лет У. Гершель, наблюдая их, обнаружил перемены в яркости этих небесных тел. Он также заметил, что эти перемены происходили не как попало, а закономерно, совпадая с временем обращения данного спутника по его орбите. Причина была очевидной: темные или светлые области на поверхности спутника распределены неравномерно, и мы видим то главным образом темные, то более яркие участки. Кстати, позднее, когда изобрели фотографические способы наблюдения, этот факт и позволил открыть их синхронное вращение.

Но настало время подробнее рассказать об альбедо. Это отражательная способность тела, которое собственной светимостью не обладает. Альбедо говорит о том, какую долю света, падающего на это тело, оно не поглощает, а отбрасывает от себя обратно в окружающую среду.

Альбедо равно единице у "идеального отражателя", который отбрасывал бы все 100 процентов поступившего излучения, и равно нулю у "абсолютно черного тела", поглощающего весь упавший на него свет. Конечно, "идеала" в природе нет, и все реально существующие тела стоят на той или иной ступеньке между этими двумя крайностями.

В Солнечной системе среди планет высшим показателем альбедо (0,61) обладает Венера. Это значит, что она отражает 61% солнечного света, упавшего на нее. А самое низкое альбедо имеет Меркурий, который отражает лишь 6% поступающего света. Наша Луна близка к Меркурию по этой характеристике: ее альбедо равно 0,07. Альбедо Земли составляет что-то около 0,39.

У Ио и Европы альбедо высокое (0,63 и 0,64, соответственно), у Ганимеда оно среднее (0,44), а Каллисто обладает весьма низким альбедо (0,19). Для наглядности можем сказать, что Ио и Европа светятся приблизительно так, как свежевыпавший снег, а это действительно высокий коэффициент отражения.

К очень странному открытию привели наблюдения, выполненные астрономами Д. Т. Томпсеном и Р. Л. Миллисом (Лоуэлловская обсерватория) в 1975 г. Фотометрическое исследование спутников Юпитера, проведенное ими в ультрафиолетовой области спектра, показало, что все они за два предыдущих года... стали ярче на две-пять сотых звездной величины! В этих результатах можно было бы и усомниться, по чуть позже Т. Дж. Джонс и Д. Моррисон подтвердили их, выполнив фотометрические наблюдения в шести различных диапазонах. Сами авторы открытия признаются, что оно их озадачило и призывают к дальнейшему изучению загадочного феномена.

Основываясь на приведенных цифрах, многие специалисты высказывали предположения о материале, из которого состоят внешние слои Ио и Европы. Существовало также мнение, согласно которому эти луны покрыты слоем замороженных газов, вероятнее всего, - твердой двуокисью углерода (СО2).

Маленькая Амальтея вообще оставалась на положении сироты, не избалованной вниманием ученых. Постепенно, однако, они начали превозмогать трудности ее изучения. В 1978 г. астроном Миллис опубликовал результаты своих фотоэлектрических измерений блеска Лмальтеи. Оказалось, что она светится на одну звездную величину слабее, чем полагали до сих пор (ее звездная величина 14т).

Кроме того, установлено, что Амальтея - самый красный из всех объектов нашей Солнечной системы, хотя и неизвестно, что это за темно-бордовое вещество, которым сложена ее поверхность. Наконец, альбедо Амальтеи тоже необычно. Доныне считалось, что этот спутник отражает не менее одной десятой падающего на него света. Ничего подобного: лишь около 2% светового излучения поверхность Амальтеи отбрасывает во внешнее пространство; все остальное - поглощает. Это делает еще более загадочным вопрос: чем же она покрыта.

Немалую часть своей жизни посвятил изучению спутников американский астрофизик голландского происхождения Дж. П. Койпер (1905-1973). В 1957 г., работая на 82-дюймовом (205 см) телескопе обсерватории Мак Доналд, расположенной на горе Лок в штате Техас, он сделал очень удачные снимки галилеевых спутников в инфракрасном цвете. Закончив анализ своих снимков, Койпер обнаружил, что из них лишь Ио и Каллисто отражают излучение Солнца в сравнительно неизменном виде. Что же касается Ганимеда и в еще большей степени Европы, то их спектр показывает сильную "переработку" поступающего солнечного излучения, особенно в диапазоне между 15 000 и 25000 ангстрем (1 ангстрем = 1 А = 10-10м).

Из этого астрофизик сделал сенсационный вывод: Ганимед и Европа покрыты... самым настоящим "земным" снегом! Правда, на Ганимеде, у которого альбедо поменьше, этот снег, по-видимому, перемешан с песчаной пылью, которая помешала бы лыжнику, окажись он чудом там.

Интересно отметить, что видный советский астрофизик В. И. Мороз (Институт космических исследований АН СССР) совершенно независимо и другим методом получил спектры, которые в 1965 г. привели его к сходному выводу: Европа и Ганимед обладают такой же отражательной способностью, как и полярные шапки Марса и, по-видимому, эти спутники тоже покрыты льдом, если и не полностью, то в значительной мере.

Сотрудник Гавайского университета К. Б. Пилчер сумел даже подсчитать, что у Европы снегом и льдом покрыто от половины до 100% поверхности, у Ганимеда - от четверти до 65 %, а у Каллисто что-то между 5% и четвертью всей поверхности.

На том расстоянии от Солнца, где "живёт" семья Юпитера, водный лед едва-едва может существовать. Максимальная температура на поверхности спутников заключена между 135 и 165 Кельвинами (К), а при такой температуре и существующем там давлении вода находится как раз на границе между жидкой и твердой фазами. (Правда, строго говоря, жидкой фазы при столь низких давлениях нет, а существуют лишь твердая и газообразная.) Поэтому возраст льда на спутниках сильно зависит от условий, существовавших там в прошлом. Если средние температуры там не очень менялись, то за несколько миллиардов лет, пока живет наша Солнечная система, спутники Юпитера должны были заметно "похудеть": с их поверхности испарился слой льда толщиной, может быть, до 1 м.

Для ледового покрова, конечно, важно и то, в каких широтах расположен его конкретный участок. Вблизи экватора любого из галилеевых спутников Юпитера при каждом их обращении вокруг планеты бывают периоды, когда температура превышает 150 К, льду становится слишком "жарко", он испаряется, а водяные пары в значительной мере ускользают в космическое пространство - слабое притяжение небольшого спутника не очень-то может их удержать от бегства.

Таким образом, за несколько миллионов лет могли быть потеряны даже не один, а многие метры ледовой оболочки Европы и Ганимеда. Однако среднегодовая температура даже на освещенной Солнцем стороне Ганимеда составляет около -98 °С (175 К), а поэтому и при некоторой потере льда там все еще могут существовать ледники.

А вот, например, на удаленной от бывшего некогда теплым Юпитера Каллисто температура такая, что это заставило ученых высказать необычную гипотезу: верхний слой этого спутника, возможно, сплошь представляет собою вечную мерзлоту, которая... плавает на более теплой водяной "подстилке". Подтвердить это мы сейчас, к сожалению, еще не можем, так же как и решительно опровергнуть...

Изучая спектрограммы поверхности Ганимеда, некоторые ученые все же высказывали сомнения, лед ли это, и если лед, то водный ли или он состоит из других замерзших веществ. Сотрудник Гавайского университета К. Пилчер, выступая в 1974 г. на специальном коллоквиуме, созванном Международным астрономическим союзом в Итаке (штат Нью-Йорк, США), так "заступался" за воду: "Мне кажется, что необходимо сказать слово в защиту водного инея. Ведь факт, что мы видим на Европе и Ганимеде поглощение, которое может быть объяснено только присутствием значительного количества воды в твердом состоянии на поверхности этих тел. Конечно, это не обязательно чистая вода, например, загрязнение ее 10-ю или 20-ю процентами СН4 (метан) или NHз (аммиак) различить невозможно, но вода должна там быть обязательно.

Верно говорят, что вода испарилась бы, и чтобы восполнить убыль ее на поверхности, необходим какой-то источник. Но если речь идет о таком теле, как Ганимед, с плотностью 1,9 г/см3, все, что нам нужно,- это доставить на поверхность часть большого объема воды из его центра. Это может осуществляться путем внутреннего таяния и дегазирования, как Фанале предположил для Ио, или же просто благодаря переворачиванию поверхностных слоев при падении метеорита. Однако уйти от того факта, что инфракрасные спектры Европы и Ганимеда изобилуют сконденсированной водой, никак невозможно..."

Словом, Ганимед (рис. 6) - спутник, во многом напоминающий планету. Правда, довольно оригинальную: недаром некоторое время господствовала экзотическая гипотеза, что он в основном состоит из воды в жидком виде, а суша там - сменяющие друг друга небольшие участки камней и льда. На переднем по ходу движения полушарии почему-то льда немного больше, чем на заднем. Об этом говорят отчетливые различия в альбедо того и другого полушария.

Рис. 6. Поверхность крупнейшего из спутников Юпитера Ганимеда, в основном образованная льдом и камнями. Светлые лучи, протянувшиеся от кратеров, простираются на 300- 500 км. Снимок сделан с 'Вояджера-1' в марте 1979 г. с расстояния 240 тыс. км
Рис. 6. Поверхность крупнейшего из спутников Юпитера Ганимеда, в основном образованная льдом и камнями. Светлые лучи, протянувшиеся от кратеров, простираются на 300- 500 км. Снимок сделан с 'Вояджера-1' в марте 1979 г. с расстояния 240 тыс. км

Из галилеевых спутников Юпитера наименьший - Европа (рис. 7). Она слегка уступает по размеру нашей Луне. А по плотности Европа далеко превосходит и Ганимед и Каллисто. Такая плотность говорит, что воды там, в отличие от Ганимеда, очень мало. Значит, Европа сложилась в условиях, которые препятствовали конденсации влаги. Видимо, температура в районе, где пролегала орбита Европы, была для этого слишком высокой. А это могло быть следствием большой светимости самого Юпитера в то время.

Рис. 7. Самый светлый из галилеевых спутников - Европа. Более темные ее области - 'острова' камней среди моря льда. Вся поверхность спутника покрыта паутиной толстых и тонких линий тянущихся на сотни и даже более тысячи километров. По-видимому, это трещины и разломы в ее ледяной коре. В остальном же рельеф Европы в основном равнинный, лишь отдельные участки возвышаются над окружающей местностью на какие-нибудь десятки-сотни метров. Крупных (более 5 км в диаметре) кратеров здесь нет. Снимок сделан 'Вояджером-2' с расстояния 240 тыс. км
Рис. 7. Самый светлый из галилеевых спутников - Европа. Более темные ее области - 'острова' камней среди моря льда. Вся поверхность спутника покрыта паутиной толстых и тонких линий тянущихся на сотни и даже более тысячи километров. По-видимому, это трещины и разломы в ее ледяной коре. В остальном же рельеф Европы в основном равнинный, лишь отдельные участки возвышаются над окружающей местностью на какие-нибудь десятки-сотни метров. Крупных (более 5 км в диаметре) кратеров здесь нет. Снимок сделан 'Вояджером-2' с расстояния 240 тыс. км

Как именно менялась эта светимость по мере "старения" Юпитера, ученые рассчитывать уже умеют.

Это и дало возможность Ф. Фанале, Т. Джонсону и Д. Матсону (США) составить шкалу, показывающую, в какой очередности рождались и начинали развиваться галилеевы спутники. На этой шкале отмечен первый "запретный" для образования льда период, кончившийся более чем через 1 миллион лет после образования Юпитера: до этого лед на поверхности спутников еще никак не мог образоваться. Потом, когда Юпитеру исполнилось примерно 20 миллионов лет, на Европе уже была такая температура, что лед конденсировался довольно быстро. Черед активного оледенения на Ио наступил, когда Юпитеру стало 35 миллионов лет. Но тут вступил в силу второй "запретный период". На этот раз снова для образования льда условия исчезли...

Ученые спорили: одни считали, что прежде чем условия изменились, почти вся поверхность Европы успела покрыться льдом или инеем (их различить довольно сложно). Другие же утверждали, что не менее 28% поверхности Европы занято чем-то другим. Высокая температура в недрах спутника приводила к выделению из глубин на поверхность влаги в виде пара, а там к своему делу приступил мороз.

Эта, казалось бы, противоположно направленная а в действительности - совместная деятельность могла привести к созданию ледяной коры мощностью до 75 км. (Для сравнения напомним, что самый мощный на нашей планете ледник - антарктический - лишь кое-где достигает в толщину четырех километров.) Впрочем, если выделение тепла из недр Европы и ныне идет интенсивно, то несколько нижних "этажей" льда общей толщиной в несколько десятков километров могли растопиться.

Но, несмотря на всю эту "европейскую экзотику", одним из самых интригующих объектов в Солнечной системе специалисты считают другой спутник - Ио. Стоит лишь сравнить этот спутник "номер один" о остальными членами семьи Юпитера. Мы уже говорили, что, в отличие от Европы и Ганимеда, там или мало или вовсе нет льда и инея. В самом деле, жаркое дыхание молодого Юпитера на ранней стадии существования Ио могло растопить лед и даже вообще изгнать водяные пары из ее состава. Так и сложилось образованное в основном силикатами небесное тело со средней плотностью не меньше, чем 3,4 г/см3.

Можно предполагать, что Ио сложена хондритами, о которых мы говорили ранее. Тогда менее чем за миллиард лет температура этого небесного тела должна подняться за отметку 1000 К, а в самом его центре сейчас должно быть даже до 3000 К. Подобный жар "выгонит" всю химически связанную воду, которая была в минералах, на поверхность. С собой эта влага должна вынести из- глубины растворенные в ней соли - сульфат натрия, эпсомит, гипс, галит (поваренная соль). Так и получается, что в коре Ио сосредотачивается огромное количество серы, натрия, кальция.

Раз вся (или почти вся) вода из недр ушла на поверхность Ио еще тогда, когда этот спутник был молод, то следовало бы ее там, на поверхности, и ожидать. И тем не менее, спектральные наблюдения никакой воды, ни жидкой, ни твердой, там не обнаружив вают. Ну, жидкой при таких-то космических морозах ожидать и не стоит, Но вот лед куда же девался?

Фанале и его сотрудники считают, что толщина льда и не превышала никогда на Ио нескольких сотен метров, а такой слой мог в конце концов полностью испариться, и спутник превратился в шар, "глазурованный" солями. Другие специалисты сомневаются, что такое количество воды могло ускользнуть с поверхности спутника, и ищут ей какое-нибудь укрытие, например, в полярных шапках Ио, куда она могла "мигрировать" из экваториальных областей. Но тогда шапки должны быть белыми, а на этом спутнике они темно-красные, так что эта идея тоже "не проходит"...,

Размеры Амальтеи многое определяют в ее судьбе. Для того места, которое она занимает - всего около 180 000 км от Юпитера, Амальтея слишком мала. Свет гиганта слепит глаза астрономов, наблюдать Амальтею очень трудно, и знаем мы о ней немногое.

В самом конце 60-х годов П. В. Садбери собрал все данные визуальных наблюдений, проведенных, начиная с 1892 г., когда Барнард только открыл Амалътею, и все фотопластинки с ее изображением, заснятые в последнее время, и пришел тогда к выводу, согласно которому орбита этого спутника очень вытянута и сильно наклонена по отношению к эклиптике /(большой круг на небесной сфере, по которому, как нам кажется с Земли, перемещается Солнце в течение года). Но в 70-х годах было установлено, что орбита Амальтеи - почти правильный круг. Это важно, в частности, потому, что параметры орбиты Амальтеи могут поведать ученым и о самом Юпитере - его силе притяжения, степени сплюснутости его фигуры, например.

Материал, пошедший на "изготовление" Амальтеи, необычен. Вообще, то, из чего "сделан" тот или иной спутник, сильно зависит от температуры, царившей в дни его появления на свет. Амальтея и ныне очень близка к Юпитеру, а в прошлом, возможно, прото-Юпитер, то есть тот гигантский сгусток материи, из которой образовался он сам и его ближайшее окружение, вообще был так велик, что едва вмещался в нынешнюю орбиту Амальтеи. Его тепловое излучение действовало на молодую Амальтею особенно сильно. Может быть, в этой области температура достигала 1500 К - это если туманность, окружавшая прото-Юпитер, была не очень прозрачной и неохотно выпуск кала тепло наружу. Но даже если эта туманность обладала высокой прозрачностью, то, по вычислениям Дж. Поллака из Эймссовского центра НАСА, температура, вероятно, была не ниже 500 К.

А раз так, Амальтея теперь должна, естественно, состоять из очень тугоплавкого вещества. В тугоплавких веществах, как правило, содержится много радиоактивных изотопов. Распадаясь, они еще сильнее разогревают недра. Если бы не это, остывание шло бы очень быстро: у маленькой Амальтеи отношение площади поверхности к массе значительное, а относительно большая поверхность интенсивно отдает тепло. Но радиоактивный распад, видимо, пополняет, хотя бы частично, эту убыль. Итак, Амальтея - тугоплавкое тело и в этом, очевидно, подобна Меркурию, "живущему", как и она, в жарких окрестностях своего владыки.

Еще одно следствие близости Амальтеи к Юпитеру: под воздействием его притяжения на спутнике постоянно происходят мощные приливы. Они вытягивают тело Амальтеи в направлении к гигантской планете и сплющивают его с полюсов. Поэтому Амальтея, по-видимому, должна быть "горбатой", но только этот "горб" с Земли обнаружить пока не удается. Если такое "искривление тела" будет измерено, возникнет возможность судить о составе Амальтеи: ведь лед легче, а силикатные вещества труднее поддаются внешним силам.

При одном из этих "строительных материалов" (тугоплавкие или силикаты) разница между экваториальным и полярным диаметрами спутника составит всего километров тридцать, а при другом (например, при водном льде) она достигнет доброй сотни километров. До тех же пор, пока мы знаем эти диаметры в лучшем случае с точностью плюс-минус шестьдесят километров, от окончательных суждений лучше воздержаться.

В 1974 г. впервые удалось измерить инфракрасное (тепловое) излучение Амальтеи. Оказалось, что температура там около 155 К (±15 К). Тогда, с учетом возможной излучательной способности поверхности этого спутника, его диаметр составляет примерно 240 км. По возможная неточность все еще остается близкой к ±60 км. Зато строение поверхности этот метод позволил несколько уточнить: скорее всего, она усеяна каменистыми осыпями и не покрыта сплошным льдом...

В отличие от Земли, где лед и снег постоянно сосредоточены в основном в полярных районах, на галилеевых спутниках лед располагается беспорядочно перемежающимися пятнами.

Еще одним источником сведений о распределении материалов по поверхности спутников являются их исследования в моменты прохождения, с точки зрения земного наблюдателя, по поверхности Юпитера. Такие наблюдения показали, что у Ио полярные районы окрашены в темные цвета, которые имеют красноватый оттенок, а экваториальные области выглядят более светлыми. У Европы же и у Ганимеда вокруг полюсов лежат совсем светлые области.

Но вот загадка: высокая величина альбедо Ио говорит о том, что на ее поверхности не должно быть большого количества силикатов, а должна быть сплошная изморось. А вот инфракрасные спектры не содержат следов такой измороси. В чем тут дело?

Окончательного ответа пока нет. Возможно, что лед на поверхности спутника содержит вещества, возникающие, например, при взаимодействии аммиака и метана, которые, несомненно, там есть, с ультрафиолетовыми лучами Солнца или же с заряженными частицами магнитосферы Юпитера. Может быть также, что странный характер инфракрасного спектра Ио объясняется особой микроскопической структурой ее поверхности или смесью с какими-то неизвестными пока веществами.

Стараясь найти выход из противоречивых данных, Фанале и его коллеги из Лаборатории реактивного движения (Пасадена, штат Калифорния) высказали предположение, что на поверхности Ио много эвапоритов. Эти вещества, известные геохимикам и на Земле, появляются там, где некогда был большой водный бассейн, который затем испарился, а растворенные ранее материалы остались на бывшем его дне. Эти специалисты считают, что при рождении спутника в его молодом теле скопились гидратированные силикаты, такие, какие встречаются, например, в падающих нередко на Землю метеоритах типа углистых хондритов. Затем на Ио льда не осталось или осталось очень мало.

Концентрация на этом спутнике радиоактивных урана, тория, калия должна быть высокой. Их распад повышает температуру недр настолько, что любой лед растает, вода же, связанная в углистых хондритах, выйдет на поверхность. По пути она насытится солями. За миллионы лет существования Ио пары должны были уйти в космическое пространство, оставив на ее поверхности соли,- отсюда и появились эвапориты.

Короче говоря, высокая отражающая способность поверхности Ио, по мнению некоторых ученых, объясняется тем, что она сложена эвапоритами и обходится или совсем без инея, или очень небольшим его количеством. Европа же и Ганимед, судя по их спектрам, напротив, в основном покрыты водным льдом, снегом, инеем. На Каллисто есть иней, но он должен быть загрязнен то ли силикатами, то ли углистым веществом...

Но все эти собранные наукой сведения уже позволяют судить о сходстве и различии в строении и истории различных небесных тел Солнечной системы, из которых нам до сих пор для изучения была доступна одна лишь Земля. А ведь без сравнения не может быть и подлинного знания.

Еще в 1975 г. американские ученые Ф. П. Фанале и Д. В. Нэш выдвинули гипотезу, согласно которой поверхность Ио образована смесью 15% элементарной серы и 85% минерала, именуемого астраханитом, химическая формула которого Na2Mg[S04]2 × Н2О. :(Он принадлежит к той же группе минералов, что и глауберова соль.)

В подтверждение такого мнения они показывали на полученные ими спектрограммы Ио. Там действительно можно было различить следы, оставленные этими веществами. Кроме того, астраханит - не новичок для космохимии: его нередко встречали в составе метеоритов. Есть там, правда, еще четыре "солесодержащих" вещества, но астраханит - единственный среди них, содержащий много натрия.

С тех пор Фанале и Нэш попеременно превращались то в астрономов, то в химиков, чередуя небесные наблюдения с лабораторными опытами. В лаборатории они анализировали самые различные эвапориты, силикаты, серу и другие вещества и элементы. У каждого из них проверяли "отпечатки пальцев" - по спектрограммам сверяли связь характера отражаемого веществом света с его химическим составом, температурой, размерами составляющих вещество частиц, плотностью, изменением под воздействием протонной радиации.

Потом, покинув лабораторию, исследователи сопоставляли полученные там спектры со спектрами, поступившими от Ио. И раз за разом обнаруживали, что лучше всего совпадают спектры, полученные от полного диска этого спутника в диапазоне между 0,3 и 2,5 микрометра, со спектрами такого вещества: по меньшей мере 55% его объема составляет свободная сера, около 30% -обезвоженный астраханит, 15% - сульфат железа и следы гематита (красного железняка Fe203).

В отдельных случаях по расчетам получалось, что содержание свободной серы в поверхностном слое Ио достигает даже 60 процентов! На той части спутника, которая является "хвостом" при его движении вокруг Юпитера, сера скапливается, по-видимому, еще сильнее. Может быть, этому способствует здешний более сухой и теплый климат, или же большее воздействие радиации - это еще не ясно. Так или иначе, но можно было считать очевидным: на поверхности Ио находится богатейшее месторождение серы, известное где-либо в природе,

предыдущая главасодержаниеследующая глава



Рейтинг@Mail.ru Rambler's
Top100

© Елисеева Людмила Александровна, автор статей; Карнаух Лидия Александровна, подборка материалов, оцифровка; Злыгостева Надежда Анатольевна, дизайн; Злыгостев Алексей Сергеевич, разработка ПО 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник:
http://adeva.ru "Adeva.ru: Энциклопедия небесных тел"