Капризы погоды: самые экстремальные погодные условия всолнечной системе

17.08.2010 Наука и жизнь

Глазами Venus Express Венера «глазами» аппарата Venus Express в УФ- и ИК-диапазонах. Левая часть показывает температурную инверсию облачности в верхней части атмосферы, заснятую в ИК-диапазоне спектрометром VIRTIS на ночной стороне планеты (чёрные пятна- это холодные облака). Справа — структура туч в УФ-диапазоне на дневной части Венеры, снятая посредством инструмента Venus Monitoring Camera

Ледовый склад Высокие стенки кратера Эрмит снабжают постоянное затенение на его дне, где температура ни при каких обстоятельствах не поднимается выше минус 2400C. Такие условия благоприятны для сохранения водяного льда, что при более больших температурах. Но, и на вторых планетах Нашей системы в полной мере смогут существовать подобные затененные уголки с экстремально низкими температурами

Аллея штормов Штормы на Сатурне появляются в одном и том же месте — недалеко от 35 градусов южной широты, астрологи именуют это место «аллеей штормов». Обстоятельства этого пока не ясны, штормы смогут длиться в течение нескольких месяцев, исчезать на годы и после этого опять появляться на том же месте.Капризы погоды: самые экстремальные погодные условия всолнечной системе Огромный облачный фронт прекрасно виден с Почвы кроме того в любительский телескоп

Самые характерные времена года Самые характерные времена года наблюдаются на далеком Уране, наклон которого к плоскости эклиптики образовывает 82 градуса (другими словами он практически лежит «на боку»). В следствии времена года в том месте самые «хорошие» — летом северное полушарие всецело освещено Солнцем, а южное всецело загружено во тьму полярной ночи; зимний период они изменяются местами.

Уранианский год образовывает 84 земных (в 2006 году планета проходила весеннее равноденствие), так что каждое время года на Уране продолжается 21 земной год, и выражение «продолжительная зимняя ночь» получает в том месте пугающий суть кроме того для людей, привыкших к сибирским зимам
В первый раз Громадное Красное Пятно заметил Джованни Кассини в 1665 году.

Первоначально астрологи предполагали, что это жёсткое образование на поверхности планеты, но аппараты Pioneer 10, Voyager 1 и 2, Galileo, Cassini и New Horizons разрешили разглядеть Громадное Красное Пятно во всех подробностях
Встреча двух штормов На трех фотографиях, сделанных посредством телескопа «Хаббл» в 2008 году, видно, как Громадное Красное Пятно поглощает маленькой шторм, подошедший к нему через чур близко. От него остается лишь маленький антициклонный завиток.

По одной из предположений, БКП живет продолжительно, поглощая более небольших собратьев и подпитываясь их энергией
Пыльные сатаны Еще одно любопытное марсианское природное явление — «пыльные сатаны». Это локальные торнадо, пылевые смерчи, каковые образуются при закручивании восходящих потоков в воздухе. «Пыльные сатаны» бывает и на Земле — их возможно заметить фактически в любой песчаной пустыне.

Но на Марсе они вырастают до совсем пугающего масштаба — их диаметр может быть около полукилометра, а высота — 8 км. Пыль в них очень сильно электризуется при вращении, генерируя сильные электрические поля. Следы марсианских «пыльных дьяволов» довольно часто наблюдаются на снимках, сделанных орбитальными станциями (тем же Mars Global Surveyor), а марсианский ровер Spirit сумел кроме того заснять это явление довольно крупным планом в кратере Гусева.

Существует версия, что именно «пыльный сатана» стряхнул пыль с солнечных панелей Spirit, продлив функционирование марсохода
Ио

Самое жаркое место — Венера

Отечественная ближайшая соседка весьма похожа на Землю по массе и размерам (ускорение свободного падения на поверхности Венеры на 10 процентов меньше земного) и обращается около Солнца, как и отечественная планета, по практически круговой орбите. Это единственная жёсткая планета не считая Земли, владеющая плотной воздухом, и до середины XX века ученые думали, что климат на Венере примерно соответствует климату отечественной планеты, правильнее тому, каким он был в каменноугольном периоде: утепленные океаны, экзотические растения а также, быть может, животные.

Но в то время, когда посредством радиотелескопов удалось измерить так именуемую яркостную температуру Венеры, она была значительно выше ожидаемой. Кое-какие ученые связывали эти сведенья со особенностями ионосферы, но в первой половине 60-ых годов двадцатого века американский аппарат Mariner 2 внес ясность в данный вопрос, в первый раз измерив температуру планеты с невиданно близкого расстояния в 35000 км.

Финальную точку поставила советская автоматическая станция «Венера-7», совершившая первую успешную посадку на эту, как выяснилось, негостеприимную планету 15 декабря 1970 года и конкретно измерившая давление и температуру на поверхности. Условия были практически адские — 475 °C и 90 атм, и станция проработала всего 23 60 секунд.

Обстоятельство столь большой температуры — парниковый эффект: воздух Венеры состоит в основном из углекислого газа, что пропускает солнечное, но поглощает ИК-излучение, переизлучаемое поверхностью планеты. Но, последние эти, полученные аппаратом Venus Express, говорят о том, что Венера не всегда была адским местом: когда-то на ней была температура и вода была намного ниже. Что именно пошло не так — ученым еще предстоит узнать.

Самое холодное место: Луна

Исследовательский аппарат NASA LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), вышедший на орбиту около Луны 23 июня 2009-го, за полтора года собственной работы существенно увеличил количество научных информации о отечественной ближайшей соседке. Он обследовал невидимую с Земли сторону Луны, и занимался поисками воды (правильнее, льда) на отечественном спутнике. Изучая окрестности южного полюса Луны посредством многоканального ИК-радиометра Diviner, LRO зафиксировал самую низкую температуру, измеренную в нашей системе, — минус 248 °C.

Такую температуру имеет дно кратера Эрмит, находящееся в вечной тени, в середине местной зимы. Это открытие скинуло с пьедестала прошлый «полюс холода» Нашей системы — ранее им считался Плутон, где в 2006 году радиоастрономы Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики посредством восьми микроволновых телескопов Submillimeter Array на Гавайях зафиксировали температуру в минус 230 °C.

Самые замечательные грозы — Сатурн

Летом прошлого года аппарату Cassini в первый раз удалось зафиксировать изображения электрического шторма на Сатурне. До этого в течение пяти лет шторм лишь прослушивался в радиодиапазоне, а изображение было нереально взять из-за засветки, которую давали кольца Сатурна. Но на протяжении равноденствия в августе 2009 года большинство колец пребывала в тени и астрологи в первый раз зафиксировали вспышки, сопровождающие шторм.

По оценкам, мощность сатурнианских молний на три порядка превосходит мощность земных молний на протяжении самых сильных гроз, а размеры шторма равны порядка 4000 км.

Самый сильный ветер — Нептун

Еще одна планета, где бушуют шторма, — Нептун. Она находится на большом растоянии от Солнца, но имеет внутренний источник энергии, природа которого ученым пока не ясна. Но о его наличии свидетельствует тот факт, что планета излучает в окружающее пространство более чем в 2,5 раза больше энергии, чем приобретает от Солнца.

Данный источник, обстоятельством которого возможно радиоактивный распад, разогрев гравитационным сжатием либо что-то второе, подпитывает активность воздуха газового гиганта, которая порождает ветра таковой силы, что если сравнивать с ними самые сильные земные ураганы показались бы легким дуновением. Во второй половине 80-ых годов XX века космический аппарат Voyager 2 зарегистрировал на Нептуне Громадное Чёрное Пятно (Great Dark Spot) — огромный шторм размерами 8000х13000 км.

Причем, в отличие от Громадного Красного Пятна, многовекового шторма на Юпитере, нептунианский был «краткосрочным» — всего через пять лет, в то время, когда космический телескоп «Хаббл» взял возможность посмотреть на планету, шторм уже рассеялся. Скорость ветра, измеренная на протяжении этого шторма, составила 2400 км/ч.

Воздух Нептуна складывается из водорода (80 процентов) и гелия с маленькой добавкой метана (порядка 1 процентов). Как раз метан придает планете светло синий с зеленым оттенком цвет. Под воздухом находится ионный океан — сжатая огромным давлением смесь водяного, аммиачного и метанового льдов, находящихся в ионном состоянии.

Кое-какие исследователи (к примеру, из Калифорнийского университета в Беркли) предполагают, что в условиях больших температур метан распадается на углерод и водород, а последний кристаллизуется в форме бриллианта. Исходя из этого нельзя исключать, что в нептунианском океане существует такое неповторимое природное явление, как алмазный град. Но пока это лишь предположения, подтвердить каковые возможно будет в далеком будущем (сейчас кроме того неизвестно, имеется ли у планеты жёсткое ядро, — ответ на данный вопрос смогут дать сейсмические изучения).

Самые непредсказуемые дни

Поговорка «Неизбежно, как рассвет » присутствует в фольклоре многих земных народов. Но по отношению к некоторым небесным телам эту поговорку направляться использовать с громадной осторожностью. Гиперион, 16-й спутник Сатурна, названный в честь греческого титана, сына Урана и отца Гелиоса и Геи, представляет собой каменно-ледяную глыбу размерами 410х260х220 км, обращающуюся около Сатурна на расстоянии приблизительно в 1,5 млн км.

Это самое громадное из известных тел, имеющее иррегулярную (несферическую) форму. И вдобавок это единственная из лун в нашей системе, вращение которой имеет хаотический темперамент: ось вращения колеблется в пространстве так, что угадать положение Гипериона в какой-либо момент времени представляется неосуществимым. Это удалось подтвердить посредством снимков, сделанных аппаратом Voyager 2, и серией фотометрических изучений с Почвы.

Такое поведение, по-видимому, разъясняется несколькими факторами: иррегулярной формой луны, наличием и эксцентрической орбитой в близи другого спутника — Титана (что находится с Гиперионом в орбитальном резонансе 3:4), наровне с действием приливных сил со стороны самого Сатурна. Примечательно, что благодаря такому хаотическому вращению поверхность Гипериона более-менее равномерно покрыта чёрной пылью, которая попадает с другого спутника — Фебы — на его поверхность. У еще одного спутника Сатурна — Япета — данной пылью покрывается лишь «передняя» (по ходу орбитального перемещения) поверхность.

Самый большой и самый продолжительный шторм: Юпитер

Самая громадная планета Нашей системы, названная в честь главного всевышнего греческого пантеона, завлекала внимание астрологов с древних времен, а с момента появления телескопов произошло разглядеть кое-какие подробности на ее диске. В 1665 году Джованни Кассини, доктор наук Университета Болоньи, заметил на поверхности Юпитера образование, которое назвали Громадным Красным Пятном (БКП).

Это атмосферное образование — огромный антициклон размерами 35 000 км в длину и 14 000 в ширину (причем столетие назад Пятно было вдвое больше), другими словами втрое больше Почвы. Громадное Красное Пятно мало дрейфует по долготе в ту либо иную сторону, наряду с этим широта (приблизительно 22° южной широты) остается той же. Газ в антициклоне вращается против часовой стрелки около шести земных дней, наряду с этим скорость ветра на краях этого урагана достигает 360км/ч.

В начале 2010 года, применяя ИК-спектрометр VISIR (VLT Imager and Spectrometer for mid Infrared) телескопа VLT (Very Large Telescope) Европейской южной обсерватории, астрологи в первый раз взяли возможность познакомиться с распределением температур и тепловой структурой урагана в него. Но так же, как и прежде не ясно, что придает пятну красный цвет.

Самые громадные пыльные бури: Марс

Марс — одна из самых возможных целей (а правильнее, единственная) первой межпланетной экспедиции. Но марсонавтов, прибывших на Красную планету, поджидает весьма неприятный сюрприз — пыльные бури.

Их время — весна, в то время, когда полярные ледяные шапки, складывающиеся из жёсткого углекислого газа (сухого льда) и простирающиеся на половину полушария, испаряются, увеличивая давление; температурный градиент между «оттаявшими» и покрытыми льдом областями порождает сильный ветер, циркулирующий над этими областями; собственную долю в зарождение бури вкладывают и стоковые ветры, стекающие с полярной шапки. Ветер поднимает пыль, и в следствии появляется пыльная буря, которая может простираться на тысячи и сотни километров и время от времени кроме того охватывать всю планету и длиться семь дней и месяцами.

Обстоятельства, по которым локальные бури скоро растут и переходят в глобальные, ученым пока не ясны. Эти бури играются громадную роль в формировании марсианского климата, изменяя тепловой баланс, распределение водяных паров и льда как в глобальном, так и в локальном масштабе (в особенности в полярных регионах).

Частицы пыли, поднятые бурей, поглощают солнечное излучение и разогревают воздух — на протяжении бури 2001 года посредством спектрометра TES (Thermal Emission Spectrometer), установленного на борту станции NASA Mars Global Surveyor, было зафиксировано повышение температуры на 30 °C. К тому же трение частиц пыли порождает замечательные электрические разряды. В 2007 году пыльная буря доставила большое количество неприятных мин. команде NASA, отвечавшей за работу ровера Opportunity.

Дело в том, что главный источник энергии ровера — солнечные батареи, а на протяжении пыльной бури количество падающего на поверхность солнечного света быстро снижается.

Самая сильная вулканическая активность: Ио

Ио, ближайший спутник Юпитера, до 1970-х считался «мертвым» миром наподобие Луны. Но во второй половине 70-ых годов двадцатого века инженер Лаборатории реактивного перемещения NASA Линда Морабито нашла на одном из технических снимков, сделанных автоматической межпланетной станцией Voyager 1 для более правильного определения собственного расположения, необычное пятно.

При внимательном изучении оказалось, что на снимках имеется еще пара аналогичных пятен и это — газопылевые тучи вулканического происхождения, выкинутые на высоту более 300 км двумя вулканами, каковые были названы Пеле (богиня огня и вулканов в гавайской мифологии) и Локи (германо-скандинавский всевышний огня). броская красно-оранжево-желтая поверхность Ио сильно отличается от поверхностей большинства вторых спутников, выглядящих значительно более скучно.

Такая раскраска — следствие высокой вулканической активности в недрах Ио. На этом спутнике размерами чуть больше отечественной Луны расположено более 400 активных вулканов, выбрасывающих ее соединения и серу, каковые после этого оседают на поверхности спутника, окрашивая ее в характерные цвета. Обстоятельство столь активного вулканизма — перемещение Ио по орбите около Юпитера и сотрудничество (орбитальный резонанс) с двумя вторыми спутниками — Европой и Ганимедом.

Из-за резонанса орбита Ио имеет маленькой эксцентриситет, и спутник, обращенный одной стороной к Юпитеру, испытывает либрации, то есть немного «покачивается», в следствии чего появляются замечательные приливные силы, создающие приливной горб с амплитудой в пара сотен метров. Эти деформации и становятся источником тепловой энергии, подпитывающей вулканизм Ио. Вулканы Ио, кстати, куда замечательнее земных собратьев — в частности, Локи считается самым замечательным вулканом в нашей системе (по некоторым оценкам, его мощность превышает мощность всех земных вулканов совместно забранных).

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№98, декабрь 2010).

Случайные записи:

Погода на других планетах Солнечной системы. Жесточайшие погодные явления в космосе и Вселенной


Похожие статьи, которые вам понравятся: