Планеты

Планеты (позднелат., единственное число planeta, от греч.(греческий) astèr planétes — блуждающая звезда), большие небесные тела, движущиеся вокруг Солнца и светящиеся отраженным солнечным светом; размеры и массы П. на несколько порядков меньше, чем у Солнца. Ещё в глубокой древности были наделены семь небесных светил, изменяющих своё положение («блуждающих») среди звёзд: Солнце, Луна, Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн. Считалось, что все эти светила, названные планетами, обращаются вокруг Земли. Лишь в начале 16 в. создатель гелиоцентрической системы мира Н. Коперник показал, что только Луна движется вокруг Земли, а остальные П., как и Земля, движутся вокруг Солнца, которое является, таким образом, центральным телом системы П. — Солнечной системы. Само Солнце не причисляется к П.; оно является звездой, поскольку светится собственным, а не отражённым светом. Из числа П. древности была изъята и Луна — спутник Земли. В новое время были открыты ещё три планеты — Уран (1781, В. Гершель), Нептун (1846, Дж. Адамс, У. Леверье, И. Галле), Плутон (1930, П. Ловелл, К. Томбо). Т. о., известно девять больших П. Кроме того, открыто несколько тысяч малых планет (астероидов), размеры которых составляют от нескольких сотен до 1 км и меньше; они движутся главным образом между орбитами Марса и Юпитера.

  Уже в древности П. по характеру их движения среди звёзд делились на нижние и верхние. К нижним П. относятся Меркурий и Венера, движущиеся вокруг Солнца ближе, чем Земля; к верхним принадлежат все остальные П., орбиты которых расположены за пределами земной орбиты. Более глубокое научное значение имеет деление П. на внутренние и внешние. К внутренним относят П., движущиеся по орбитам внутри пояса малых П. Это — Меркурий, Венера, Земля, Марс; они названы также П. земной группы. Внешние П. находятся за пределами кольца малых П. Это — Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Все они (кроме Плутона) из-за своих значительных размеров называются также планетами-гигантами.

  Между П. и Солнцем действует взаимное притяжение, описываемое Ньютона законом тяготения. Движение П. вокруг Солнца происходит по эллиптическим орбитам в основном в соответствии со сравнительно простыми Кеплера законами. Однако взаимное притяжение П. осложняет движение, вследствие чего вычисление положения П. на звёздном небе, а также их расстояний от Солнца составляет трудную задачу небесной механики (особенно если вычисление должно быть выполнено на большой срок вперёд или назад). Тем не менее современные математические теории движения П. позволяют вычислить положения П. на небе в далёком прошлом, например несколько тысячелетий назад, с точностью, более высокой, чем это могли сделать непосредственными наблюдениями астрономы той эпохи.

  Табл. 1. — Геометрические и механические характеристики больших планет (по данным на 1973).

¹ Очень ненадежное значение.

²  Сильно меняется во времени

  Общая характеристика планет. Видимый блеск всех П., известных с древности, не уступает блеску самых ярких звёзд, а блеск Венеры, Марса и Юпитера превосходит их. Из П., открытых в новое время, только Уран доступен невооружённому глазу. Для нормального человеческого зрения все П. представляются, как и звёзды, светящимися точками, но уже с помощью небольшого телескопа можно увидеть диск у всех П. (кроме далёкого Плутона), что впервые обнаружил в 1609 Г. Галилей. У Венеры и Меркурия можно видеть фазы, подобные фазам Луны — от «полной» до узкого серпа или полной невидимости в нижнем соединении с Солнцем (см. Конфигурации). У верхних П. полной смены фаз не бывает (у Марса ущерб не превышает 47°, у Юпитера 11° и т.д.). Фазы и угловые размеры диска П. меняются в зависимости от взаимного расположения П., Солнца и Земли, а также от расстояния П. от Земли. Вычисление линейных размеров П. по их угловым размерам не составляет труда, т.к. расстояние от П. до Земли известно с достаточной точностью. Впрочем, телескопические измерения угловых размеров П. обременены трудно устранимыми систематическими ошибками, доходящими до 1% измеряемой величины.

  Радиолокация П. (Меркурия, Венеры, Марса и Юпитера) даёт возможность очень точно установить расстояние до поверхности П.: небесно-механические же расчёты, основанные на анализе радиолокационных измерений за несколько лет, позволяют вычислить расстояния до центра П. Разность тех и других расстояний равна радиусу П. Такой способ вычисления радиусов П. обеспечивает точность, большую 0,1%. Радиусы П. определяются также из наблюдений затмения спутника П. при его заходе за диск П. и выходе из-за диска. Результаты особенно успешны в применении к П. с разрежённой атмосферой (например, Марс). Измерения видимого диаметра П. в разных направлениях позволяют определить её фигуру или, по крайней мере, сжатие у полюсов. Достаточно надёжно характеризует форму П. сжатие (динамическое сжатие), которое выводится из анализа возмущений, наблюдаемых в движении спутников П., в предположении, что внутри П. соблюдается гидростатическое равновесие.

  Геометрические, механические и физические характеристики больших П. приведены в табл. 1 и 2.

  Табл. 2. — Физические характеристики больших планет (по данным на 1973).

¹I – на экваторе. ²II – на средних широтах. ³Ненадежное значение. ⁴1,95кал/см2 мин. ⁵В элонгации, в зависимости от расстояния то Солнца. ⁶В элонгации. Максимальный возможный блеск – 4,45. ⁷Видимая с Солнца. ⁸Кольцо Сатурна при наибольшем раскрытии делает величину равной – 0,28. ⁹Точка планеты, для которой Солнце находится в зените. ¹⁰Температура поверхности. ¹¹Много выше по измерениям в радиодиапазоне.

  Детали поверхности, вращения планет, их картографирование. На поверхности П., полностью (или почти полностью) лишенной атмосферы, видны различные детали. Им часто условно присваивают названия земных образований, хотя их названия земных образований, хотя их физическая природа и не соответствует этим названиям. Таковы, например, темные «моря» на Марсе, которые вовсе не являются морями в земном смысле слова; они выделяются на фоне др. деталей лишь из-за более низкой способности отражать солнечный свет. У такой П., как Венера, обладающей мощной атмосферой, детали поверхности не поддаются оптическим наблюдениям, у неё доступны для наблюдений только детали облачного слоя. Впрочем, с космического корабля «Маринер 10» поверхность Венеры была сфотографирована частично, в просветы между облаками. Периодически повторяющиеся перемещения деталей на диске П. указывают на её вращение; измеряя их положение в разное время определяют период вращения П. вокруг оси и положение оси вращения в пространстве. Это дает возможность определить на П. планетографические координаты деталей и составить карту П.; такие карты имеются для Марса и Меркурия. К Венере и ко всем верхним П. эта методика неприменима, т.к. у каждой из них постоянному наблюдению доступен только облачный покров, в котором могут быть мощные систематические движения, совпадающие с вращением самой П. Вращение П. может быть изучено методами радиолокационной астрономии. Вследствие вращения П. радиолокационный сигнал, посланный с Земли, отражается как от точек поверхности П., движущихся по направлению к земному наблюдателю, так и от точек, удаляющихся от него. Вследствие эффекта Доплера форма сигнала изменяется, причем тем больше, чем быстрее П. вращается. Таким методом советские (В. А. Котельников с сотрудниками) и американские радиофизики выяснили, что Венера вращается с периодом 243 земных сут в направлении, обратном ее вращению вокруг Солнца. В дальнейшем обнаружилось, что её облачный слой вращается с периодом несколько большим 4 сут. Изучение собственного радиоизлучения Юпитера на дециметровых волнах показало, что его источники, связанные с телом П., вращаются с периодом 9 ч 55 мин 29,4 сек, тогда как облачный слой на экваторе П. имеет период вращения, равный 9 ч 50 мин 30,00 сек.

  Радиолокация даёт возможность построить карту деталей радио-альбедо П., выделяя в вернувшемся на Землю сигнале части, отраженные разными местами поверхности П. Более того, благодаря исключительной точности вычисления расстояний радиолокационными методами может быть выявлен и рельеф поверхности П., по крайней мере в тех ее местах, которые локализуются близ центра видимого диска П. Так, в частности, был определён рельеф Венеры и Марса.

  Масса и плотность планет. Изучение закономерностей движения спутников П. на основе закона всемирного тяготения позволяет уверенно определить массу П. У Меркурия, Венеры и Плутона, не имеющих спутников, массы определяются по возмущениям, которые они вызывают в движениях др. небесных тел, в первую очередь комет и искусственных