Охота за Галилеевыми спутниками

При спокойном состоянии атмосферы и хорошей видимости можно увидеть в телескоп детали Юпитера и, возможно, один или несколько его спутников. У Юпитера четыре крупных спутника — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто.

Четыре самых известных спутника Юпитера называют также Галилеевыми спутниками в честь их первооткрывателя Галилео Галилея[23]. Орбиты всех этих четырех спутников практически полностью лежат в экваториальной плоскости Юпитера. Поэтому каждый из них всегда находится прямо над какой-либо точкой экватора Юпитера. Спутники Юпитера можно увидеть в любой телескоп, а многим даже удается увидеть два-три спутника в хороший бинокль. Спутник Юпитера Ио, находящийся ближе всего к его поверхности, трудно увидеть в бинокль, потому что он всегда расположен рядом со своей яркой планетой. Помимо перечисленных крупных, у Юпитера есть еще множество более мелких спутников.

Вы не сумеете увидеть в свой телескоп много деталей на любом из спутников Юпитера (или Сатурна) и, таким образом, понять, что представляет собой их поверхность. Но наверняка заметите разницу в их яркости и (при внимательном наблюдении), возможно, в цвете.

Но если вы посмотрите на фотографии Галилеевых спутников, сделанные с помощью космического зонда, то увидите, что каждый спутник— это маленький самостоятельный мир, структура и пейзаж которого придает ему индивидуальный характер.

Ганимед , диаметр которого составляет 5268 км, — больше Меркурия (диаметр которого — 4880 км); он считается самым крупным спутником в Солнечной системе. Пятнистая поверхность Ганимеда состоит из светлых и темных зон; предполагают, это покрытые льдом и каменистые районы соответственно. Самая заметная его деталь — Валгалла, огромный кольцевидный ударный бассейн, по размерам примерно такой же, как континентальная часть США (если оценивать его размер по самому внешнему кольцевому гребню).

Поверхность Ио усеяна более чем 80 активными вулканами. Помимо Земли, это единственное место, где есть явные свидетельства идущих вулканических процессов. Вероятнее всего, вулканы Марса давно мертвы, а свидетельства активного вулканизма на Венере весьма противоречивы — здесь можно различить большие вулканы, но они, скорее всего, тоже мертвы.

На Европе есть складчатые структуры, похожие на ледяные торосы. Похоже, ее поверхность — это ледяная корка, под которой находятся талый снег и океаны воды, возможно, глубиной 150 км. Помимо Земли, это единственное место в Солнечной системе, где есть веские доказательства наличия воды в жидком состоянии. Наличие воды на Марсе под слоем вечной мерзлоты — это только теория.

У Каллисто темная поверхность, усеянная многочисленными белыми кратерами. Вероятно, ее поверхность представляет собой грязный лед, смесь льда и камня. А в местах ударов астероидов, комет и крупных метеоритов на поверхность из нижних слоев вышел чистый лед. Отсюда и белые кратеры.

Конечно, вы не будете наблюдать спутники Юпитера крупным планом, так как для этого необходимо очень сложное специальное оборудование. Но в телескоп можно увидеть некоторые аспекты этих спутников (об этом — в следующем разделе).

Ио, Ганимед, Европа и Каллисто постоянно движутся, меняют свое относительное положение и, по мере обращения вокруг Юпитера, то появляются, то исчезают. Если вы не видите один из этих спутников, то вот некоторые вероятные причины.

Может, сейчас покрытие , когда один из спутников проходит за диском Юпитера.

Может, сейчас затмение спутника, когда он заходит в тень Юпитера. Поскольку Земля обычно находится в стороне от прямой линии "Солнце-Юпитер", тень Юпитера может простираться далеко в сторону от него (с точки зрения наблюдателя с Земли). Когда хорошо видимый спутник, находящийся далеко от Юпитера (а не за его диском), внезапно тускнеет и исчезает, значит, он зашел в тень Юпитера.

Спутник может быть в транзите перед диском Юпитера; в это время его особенно трудно увидеть. Дело в том, что спутники имеют бледные цвета, и по этой причине их трудно разглядеть на фоне облачной атмосферы Юпитера. На самом деле спутник в транзите разглядеть намного труднее, чем его тень (см. ниже).

Вы можете наблюдать также тень спутника , когда один из них оказывается между Юпитером и Солнцем и отбрасывает тень на планету. Тень — это черное пятно, намного более темное, чем любое облако, перемещающееся на фоне диска планеты. Спутник, отбрасывающий тень, в это время может быть в транзите, т. е. с точки зрения наблюдателя на Земле он виден на фоне диска Юпитера. Но так бывает не всегда. Когда Земля находится далеко в стороне от линии "Солнце-Юпитер", на Юпитер может отбрасывать тень спутник, который не находится перед его диском.

Когда наблюдать спутники

Ежемесячное расписание покрытий, затмений, транзитов и других астрономических событий четырех Галилеевых спутников можно найти в журналах и на Web-сайтах. Можно найти также ежедневные схемы положений этих четырех спутников относительно диска Юпитера. Чтобы отличить один спутник от другого, нужно сравнить то, что вы видите в телескоп, с картой. При наблюдении покрытий, затмений, транзитов и других астрономических событий помните следующее.

Все четыре Галилеевых спутника обращаются вокруг Юпитера в одном направлении. Когда они находятся с ближней к Земле стороны Юпитера (с точки зрения наблюдателя на Земле), то движутся с востока на запад, а когда с обратной — то движутся с запада на восток.

Поэтому спутник в транзите движется в западном направлении, а спутник, с которым должно произойти покрытие или затмение, — в восточном. Имеются в виду географические направления (восток-запад) в небе над Землей.

При отличных условиях видимости в телескоп с диаметром объектива 15 см и больше можно даже рассмотреть некоторые детали на Ганимеде, самом крупном из Галилеевых спутников. (Более подробно о телескопах говорилось в главе 3.) Но, чтобы рассмотреть детали поверхности, необходимо изображение, полученное межпланетным космическим аппаратом, посетившим систему Юпитера.

Самые лучшие изображения Юпитера и его спутников получены космическими зондами Galileo и Voyager-1 и Voyager-2, а также космическим телескопом "Хаббл". Изображения, сделанные Galileo, находятся по адресу galileo.iw.nasa.gov/images.html. А коллекцию изображений, сделанных телескопом "Хаббл", можно посмотреть на сайте Института космических исследований с помощью телескопов (Space Telescope Science Institute) по адресу oposite.stsci.edu/pubinfо/SolarSystemT.html#Jupiter. Изображения, полученные космическим зондом Voyager, а также некоторые другие, вы найдете на Web-сайте "Планетный фотожурнал NASA" (NASA's Planetary PhotoJournal) по адресу photojournal.jpl.nasa.gov/. Чтобы попасть в нужный раздел, щелкните на изображении Юпитера.

Юпитер и кометы

Иногда, очень редко, в Юпитер врезается комета, и тогда появляется темное пятно, которое может быть видно несколько месяцев. Никто не знал об этом до июля 1994 года, когда огромные осколки распавшейся кометы Шумейкера-Леви врезались в Юпитер. Но астрономы изучили старые сведения о деталях на диске Юпитера и обнаружили несколько подозрительных отметин, которые, вероятно, возникли таким же образом.

Конечно, маловероятно, что вы увидите, как комета врезается в Юпитер, но эту возможность тоже нужно иметь в виду. Поэтому, если вы увидите какое-нибудь новое темное пятно, сделайте заметку об этом и постарайтесь зарисовать его расположение.

Астроном-любитель Дэвид Леви стал известным на весь мир после того, как помог открыть комету Шумейкера-Леви-9, врезавшуюся в Юпитер. Благодаря своим ясным и понятным отчетам об этом и других астрономических событиях он теперь получает высокие гонорары за лекции, статьи и книги. И вы тоже можете стать всемирно известным — для этого достаточно внимательно наблюдать за движением небесных объектов в Солнечной системе!

Миссия Galileo

Космический зонд Galileo был запущен к Юпитеру в 1989 году и в декабре 1995 года вышел на орбиту планеты. В течение 8 лет Galileo изучал Юпитер с близкого расстояния. Несмотря на неудачи, преследовавшие его с самого начала, эта космическая миссия оказалась одной из самых удачных. Впервые за всю историю космических исследований, ученые получили точные данные об атмосфере Юпитера и о его естественных спутниках — Европе, Ганимеде, Ио и Каллисто.

С борта автоматической исследовательской станции на Землю была передана информация о составе атмосферы планеты и характеристиках ее магнитного поля. Эти данные помогли ученым разгадать многие загадки Юпитера, в частности причину бушующих там гроз. Однако самые сенсационные открытия были сделаны при изучении спутников Юпитера: сделаны снимки извержения вулканов на Ио и ледяной коры Европы.

Полученные данные говорят о том, что поверхность Европы не похожа ни на что другое в Солнечной системе. Она ровная и гладкая и не покрыта кратерами. Ученые предполагают, что это лед. Раз есть лед, значит, есть вода. А там, где есть вода, может быть жизнь. Данные, полученные Galileo, с высокой вероятностью говорят о том, что на Европе есть гигантский океан глубиной до 50 км. И, по мнению ученых, в нем может жить кто угодно — от простейших микробов и бактерий до таких существ, которых землянам даже трудно себе представить.

Если бы Galileo оставался на орбите до полной выработки ресурсов, то упал бы на Европу. И тогда земные микроорганизмы, живущие на космическом корабле, заразили бы маленькую планету и нанесли непоправимый вред живым микроорганизмам, которые, возможно, ее населяют. Именно поэтому руководство NASA приняло решение сжечь Galileo в атмосфере Юпитера. И 21 сентября 2003 года Galileo сгорел в его атмосфере. Даже во время падения исследовательский аппарат продолжал передавать информацию на Землю[24].