1. Все планеты Солнечной системы могут поместиться между Землёй и Луной
Видео: NASA
Солнечная система поражает своими габаритами. В научно‑популярных книжках для детей и подростков планеты в ней изображают находящимися довольно близко друг к другу, но это абсолютно неверно передаёт масштабы космоса. Посмотрите видео NASA выше, чтобы лучше представить невообразимые расстояния между небесными телами.
Для примера: если бы Солнце было размером How far away is the Sun? / High Altitude Observatory с баскетбольный мяч, Землю можно было бы представить булавочной головкой. И разделяло бы их больше 30 метров пустоты.
Но что было бы, если убрать эту пустоту? Ну, все планеты Солнечной системы вполне уместились Planetary Fact Sheet / NASA бы между Землёй и Луной, расстояние между которыми равно 384 400 километрам. И ещё осталось You Could Fit All the Planets Between the Earth and the Moon / Universe Today 4 392 километра в запасе.
Правда, делать этого всё же не стоит, потому что планеты в таком случае будут собраны в одного газового гиганта гравитацией. Звездой он вряд ли станет, но жить Burgasser, Adam J. Brown dwarfs: Failed stars, super Jupiters на коричневом карлике тоже идея так себе.
2. Из‑за солнечного жара на Меркурии образуется лёд
Меркурий — ближайшая планета к Солнцу. Многие неверно предполагают, что это делает его самым горячим небесным телом в системе — ну, после звезды. Это не так: на Венере ещё жарче из‑за парникового эффекта, обусловленного её густой атмосферой. Тем не менее и на Меркурии, мягко скажем, не холодно: средняя температура поверхности там достигает 420 °C.
Тем страннее, что на полюсах этой планеты может образовываться водяной лёд. Толщина его залежей достигает порой двух метров! Причём получается этот лёд именно благодаря нестерпимо жарящему Солнцу.
Да, снимки Ice on Mercury / NASA с космических кораблейNASA Mariner‑10 и Messenger и исследования Philippe Blondel, John W. Mason. Solar System Update, проведённые радиообсерваторией в Аресибо, продемонстрировали, что в кратерах Меркурия на полюсах существуют ледники — в тех областях, куда поступает очень мало солнечного света. Долгое время учёные полагали, что лёд туда попал благодаря пролетавшим кометам, пока не открыли куда более интригующий способ его образования.
Оказывается, его туда заносит солнечным ветром.
Ветер этот состоит из гелия и водорода. При столкновении B. M. Jones, M. Sarantos, T. M. Orlando. A New In Situ Quasi‑continuous Solar‑wind Source of Molecular Water on Mercury / The Astrophysical Journal с поверхностью Меркурия поток этих частиц высвобождает молекулы кислорода из горных пород. Водород связывается с ними и образует воду, а та застывает в глубоких полярных кратерах, откуда ей просто некуда испариться.
Но много ли того льда надует солнечным ветром? Может, и немного, но Меркурию торопиться некуда. По расчётам Mercury’s scorching daytime heat may help it make its own ice at caps / ScienceDaily астрономов Школы химии и биохимии Технологического института Джорджии, солнечный ветер может образовывать примерно по 11 023 110 000 тонн льда за 3 миллиона лет.
3. На Венере день длиннее года
Венеру часто называют сестрой Земли, имея в виду схожесть масс и размеров планет. Но на том их родство и заканчивается.
Венера очень медленно вращается вокруг своей оси — ей требуется 243 земных дня на один такой оборот. А вот для того, чтобы облететь Солнце, планете нужно всего 225 земных дней. Поэтому венерианский день длиннее Michael E. Bakich. The Cambridge Planetary Handbook венерианского же года.
Кроме того, вращается планета не против, а по часовой стрелке. Для наблюдателя на поверхности Венеры Солнце будет восходить на западе и заходить на востоке. Хотя на деле этот самый наблюдатель был бы уничтожен адской жарой, давлением и серной кислотой. А ещё он не смог бы наблюдать светило из‑за густых облаков.
Почему Венера такая странная, учёные до конца не разобрались. Но они предполагают Alexandre C.M. Correia. Long‑term evolution of the spin of Venus: I. theory / Icarus, что вращение планеты вокруг своей оси было замедлено за миллиарды лет приливным воздействием Солнца на чересчур плотную атмосферу.
4. В глубинах Юпитера водород считает себя металлом
Юпитер — газовый гигант, большая его часть состоит из водорода и гелия. Он не имеет твёрдой поверхности, как скучные каменистые Земля с Марсом. А ещё Юпитер огромен — больше What Is Jupiter? (Grades K‑4) / NASA всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых.
В верхних слоях атмосферы тут, помимо водорода и гелия, можно найти огромные облака из аммиака и серы. Там бушуют A. Sánchez‑Lavega, G. S. Orton, et al. Depth of a strong jovian jet from a planetary‑scale disturbance driven by storms / Nature ураганы скоростью от 120 до 170 м/с и сверкают огромные молнии. Особенно бурной атмосферу Юпитера делает его чудовищная скорость вращения: газовый гигант умудряется повернуться What Is Jupiter? (Grades K‑4) / NASA вокруг своей оси за 10 часов. Но, несмотря на это, год там длится все двенадцать земных лет — именно столько нужно Юпитеру для полного оборота вокруг Солнца.
Однако самые интересные вещи происходят внутри этой планеты.
Давление в недрах гиганта достигает 4,18 миллиона земных атмосфер, что заставляет их разогреваться F. Bagenal, T. Dowling. Jupiter: The Planet, Satellites and Magnetosphere до температур от 6 000 до 20 700 °C. В таких условиях газообразный водород превращается в жидкость, напоминающую свойствами металл. Это его агрегатное состояние называется «металлический водород». Учёные полагают I. Silvera, J. Cole. Metallic Hydrogen: The Most Powerful Rocket Fuel Yet To Exis / Journal of Physics: Conference Series, что он обладает сверхпроводимостью, а также может служить невероятно эффективным ракетным топливом.
Представляете картину: космический корабль сбрасывает заправочный шланг в Юпитер, чтобы подзаправиться перед путешествием в дальний космос? Непонятно, правда, из чего сделать этот шланг и как поддерживать в нём давление в несколько миллионов атмосфер, но концепция интересная.
5. Уран очень холодный, но это не мешает ему иметь горячий лёд
Казалось бы, самой холодной планетой Солнечной системы должен быть Нептун, ведь он дальше всего от нашей звезды. Но на самом деле располагающийся перед ним Уран ещё холоднее. Минимальная зарегистрированная J. Lunine. The Atmospheres of Uranus and Neptune / Annual Review of Astronomy and Astrophysics. температура в атмосфере здесь составила −224,2 °C. Для сравнения: на Нептуне она равна −218 °C. Стало быть, Уран — самое холодное место в Солнечной системе.
Учёные не могут понять, почему всё так. Но есть две неплохие теории. Первая гласит M. Podolak, A. Weizman. Comparative models of Uranus and Neptune / Planetary and Space Science, что давным‑давно в Уран врезалась случайно пролетавшая мимо планетка размером с Землю. Из‑за столкновения тот выбросил значительную часть раскалённого вещества из своего ядра, так что теперь оно у него не такое горячее, как у других гигантов. А потому не разогревает более высокие слои атмосферы.
Вдобавок сила удара заставила сместиться ось вращения Урана, так что теперь он крутится, будто лёжа на боку.
Другая теория гласит T. Kim, S. Chariton. Atomic‑scale mixing between MgO and H2O in the deep interiors of water‑rich planets / Nature Astronomy, что в жидких слоях планеты очень много магния, который создаёт теплоизоляцию. Поэтому жар из недр не разогревает верхние облака. У того же Нептуна магния меньше, поэтому его атмосфера немного теплее.
Впрочем, холодный Уран только снаружи, но у этого парня по‑настоящему горячее сердце. Как и у других планет‑гигантов, в его недрах просто бешеное давление. В результате вода в Уране — а там её в 50 000 раз больше Come on in, the water is superionic / Lawrence Livermore National Laboratory, чем на Земле, — переходит в иное агрегатное состояние. Атомы кислорода застывают, образуя кристаллическую решётку, а атомы водорода между ними двигаются свободно, как жидкость. Это называется D. Shiga. Weird water lurking inside giant planets / New Scientist суперионная вода — или «горячий лёд».