Udforskning af solsystemets planeter. Ny videnskabelig forskning om solsystemets planeter Information om ny forskning på planeter
Ny videnskabelig forskning på planeten i solsystemet - Mars
Forskere har opdaget, at det højeste bjerg i solsystemet, Olympus Mons, ligger på Mars. Dens højde er 21,2 km fra dens base. Faktisk er det en vulkan. Det er flere gange højere end Everest, og dets område ville dække hele Frankrigs territorium.
Som et resultat af nyere forskning har NASA-forskere fundet ud af, at jorden på Mars overraskende ligner jorden i din hytte eller baghave på et landsted. Den indeholder alle de næringsstoffer, der er nødvendige for livsstøtte. Marsjord er ideel til dyrkning af asparges og majroer.
Ny videnskabelig forskning på planeten i solsystemet - Venus
Forskere har udviklet en teori, der tyder på, at partikler af liv kan bevæge sig med soltrykket. Men dette kan kun ske væk fra Solen. Det vil sige, at liv kunne komme fra Jorden til Mars, og kun til Jorden fra Venus. Der er med andre ord en mulighed for, at der engang har eksisteret liv på Venus, men da Solen varmede op, begyndte biomassen på Venus at nedbrydes, livet forsvandt gradvist, hvilket betyder, at når Solen varmes endnu mere op, kunne det samme ske for jorden.
Det er meget vigtigt at studere Venus. På denne ugæstfri planet når overfladetemperaturen 480 grader Celsius, og trykket er 92 gange højere end på Jorden. Planeten er indhyllet i tykke skyer af svovlsyre. Ved at studere Venus vil forskerne kunne finde ud af, hvorfor den blev så grim, og hvordan Jorden kan undgå en lignende skæbne.
Ny videnskabelig forskning på planeten i solsystemet - Merkur
NASA lancerede for nylig et rumfartøj specielt designet til at studere planeten Merkur. Ifølge planetforskere er diameteren af den første planet i solsystemet faldet med omkring syv kilometer. Målinger blev foretaget ved hjælp af Messenger-sonden, som viste, at Mercury begyndte at afkøle og "tømme luft" i en meget hurtigere hastighed end forventet.
Det meste af Merkur er en varm kerne, som er dækket af en tynd skal af skorpe og kappe. Den blev dannet for cirka 4,5 milliarder år siden, og siden da er den afkølet, faldende i volumen.
Messenger-sonden fotograferede jævnligt overfladen af Merkur. Efter at have analyseret de opnåede billeder fandt specialister fra Carnegie Institution for Science i Washington, at planetens kompressionshastighed er cirka 8 gange større end tidligere antaget.
Ny videnskabelig forskning på planeten i solsystemet - Jupiter
Et nyt billede af Jupiter taget fra Juno-rumfartøjet er blevet offentliggjort på hjemmesiden for US National Aeronautics and Space Administration (NASA).
Billedet viser tydeligt talrige storme i planetens atmosfære. Nogle formationer ligner sammenfiltrede tråde af garn. Vindhastigheder på Jupiter kan overstige 600 km/t.
Lad os tilføje, at nu fungerer alle Junos videnskabelige instrumenter normalt. Enheden vil fungere mindst indtil februar 2018. Herefter vil stationen blive deorbiteret og sendt ind i gasgigantens atmosfære, hvor den ophører med at eksistere.
Fysikere har kendt til kvanteeffekter i mere end hundrede år, for eksempel kvanters evne til at forsvinde et sted og dukke op et andet, eller at være to steder på samme tid. Kvantemekanikkens fantastiske egenskaber gælder dog ikke kun for fysik, men også for biologi.
Det bedste eksempel på kvantebiologi er fotosyntese: planter og nogle bakterier bruger energi fra sollys til at bygge de molekyler, de har brug for. Det viser sig, at fotosyntesen faktisk er afhængig af et overraskende fænomen - små energimasser "udforsker" alle mulige måder at bruge sig selv på, og "vælger" derefter den mest effektive. Måske er fuglenavigation, DNA-mutationer og endda vores lugtesans på den ene eller anden måde afhængig af kvanteeffekter. Selvom dette videnskabsområde stadig er meget spekulativt og kontroversielt, mener videnskabsmænd, at når de først er hentet fra kvantebiologien, kunne ideer føre til skabelsen af nye lægemidler og biomimetiske systemer (biomimetri er et andet nyt videnskabeligt område, hvor biologiske systemer og strukturer bruges til at skabe nye materialer og enheder).
3. Exometeorologi
Jupiter Sammen med exoceanografer og exogeologer er exometeorologer interesserede i at studere de naturlige processer, der forekommer på andre planeter. Nu hvor kraftige teleskoper har gjort det muligt at studere de indre processer af nærliggende planeter og måner, kan exometeorologer overvåge deres atmosfæriske og vejrforhold. og Saturn, med sin utrolige skala, er de bedste kandidater til forskning, ligesom Mars er med sine regelmæssige støvstorme.
Exometeorologer studerer endda planeter uden for vores solsystem. Og det interessante er, at de i sidste ende kan finde tegn på udenjordisk liv på exoplaneter ved at detektere organiske spor eller forhøjede niveauer af kuldioxid i atmosfæren - et tegn på industriel civilisation.
4. Nutrigenomics
Nutrigenomics er studiet af de komplekse forhold mellem mad og genomekspression. Forskere, der arbejder inden for dette felt, søger at forstå rollen af genetiske variationer og diætreaktioner i, hvordan næringsstoffer påvirker genomet.
Mad har virkelig en enorm indflydelse på dit helbred – og det starter bogstaveligt talt på det molekylære niveau. Nutrigenomics virker i begge retninger: den studerer, hvordan præcis vores genom påvirker gastronomiske præferencer, og omvendt. Hovedmålet med disciplinen er at skabe personlig ernæring - dette er for at sikre, at vores mad er ideelt egnet til vores unikke sæt af gener.
5. Kliodynamik
Kliodynamik er en disciplin, der kombinerer historisk makrosociologi, økonomisk historie (kliometri), matematisk modellering af langsigtede sociale processer samt systematisering og analyse af historiske data.
Navnet kommer fra navnet på den græske muse for historie og poesi, Clio. Enkelt sagt er kliodynamik et forsøg på at forudsige og beskrive historiens brede sociale sammenhænge – både for at studere fortiden og som en potentiel måde at forudsige fremtiden på, for eksempel at forudsige social uro.
6. Syntetisk biologi
Syntetisk biologi er design og konstruktion af nye biologiske dele, enheder og systemer. Det involverer også opgradering af eksisterende biologiske systemer til et uendeligt antal nyttige anvendelser.
Craig Venter, en af de førende eksperter på dette område, annoncerede i 2008, at han havde rekonstrueret hele genomet af en bakterie ved at lime dens kemiske komponenter sammen. To år senere skabte hans team "syntetisk liv" - DNA-molekyler digitalt kodet, derefter 3D-printet og indsat i levende bakterier.
I fremtiden har biologer til hensigt at analysere forskellige typer genomer for at skabe nyttige organismer til introduktion i kroppen og biorobotter, der kan producere kemikalier - biobrændstoffer - fra bunden. Der er også ideer til at skabe forureningsbekæmpende kunstige bakterier eller vacciner til behandling af alvorlige sygdomme. Potentialet i denne videnskabelige disciplin er simpelthen enormt.
7. Rekombinante memetika
Dette videnskabsområde er i sin vorden, men det er allerede klart, at det kun er et spørgsmål om tid - før eller siden vil videnskabsmænd få en bedre forståelse af hele den menneskelige noosfære (helheden af al information kendt af folk) og hvordan formidling af information påvirker næsten alle aspekter af menneskelivet.
Ligesom rekombinant DNA, hvor forskellige genetiske sekvenser samles for at skabe noget nyt, studerer rekombinant memetik, hvordan ideer, der overføres fra person til person, kan justeres og kombineres med andre memer og memeplexes - etablerede komplekser af indbyrdes forbundne memer. Dette kan være nyttigt til "socialterapeutiske" formål, for eksempel til at bekæmpe spredningen af radikale og ekstremistiske ideologier.
8. Beregningssociologi
Ligesom cliodynamics studerer beregningssociologi sociale fænomener og tendenser. Centralt for denne disciplin er brugen af computere og relateredeer. Denne disciplin udviklede sig naturligvis kun med fremkomsten af computere og den udbredte brug af internettet.
I denne disciplin lægges der særlig vægt på de enorme informationsstrømme fra vores daglige liv, for eksempel e-mails, telefonopkald, opslag på sociale medier, kreditkortkøb, søgemaskineforespørgsler og så videre. Eksempler på arbejde kunne være en undersøgelse af sociale netværks struktur og hvordan information distribueres gennem dem, eller hvordan intime relationer opstår på internettet.
9. Kognitiv økonomi
Generelt er økonomi ikke forbundet med traditionelle videnskabelige discipliner, men dette kan ændre sig på grund af det tætte samspil mellem alle videnskabelige områder. Denne disciplin forveksles ofte med adfærdsøkonomi (studiet af vores adfærd i sammenhæng med økonomiske beslutninger). Kognitiv økonomi er videnskaben om, hvordan vi tænker. Lee Caldwell, forfatter til en blog om denne disciplin, skriver om det:
“Kognitiv (eller finansiel) økonomi... ser på, hvad der faktisk foregår i en persons sind, når han træffer et valg. Hvad er beslutningsprocessens interne struktur, hvad påvirker den, hvilken information opfatter sindet i dette øjeblik, og hvordan behandles den, hvilke interne præferenceformer har en person og i sidste ende hvordan afspejles alle disse processer i adfærd ?
Med andre ord begynder videnskabsmænd deres forskning på et lavere, forenklet niveau og danner mikromodeller af beslutningstagningsprincipper for at udvikle en model for økonomisk adfærd i stor skala. Ofte interagerer denne videnskabelige disciplin med beslægtede områder, såsom beregningsøkonomi eller kognitiv videnskab.
10. Plastikelektronik
Elektronik involverer typisk inerte og uorganiske ledere og halvledere som kobber og silicium. Men en ny gren af elektronik bruger ledende polymerer og ledende små molekyler, der er baseret på kulstof. Organisk elektronik involverer design, syntese og forarbejdning af funktionelle organiske og uorganiske materialer sammen med udviklingen af avancerede mikro- og nanoteknologier.
I sandhed er dette ikke sådan en ny gren af videnskaben; den første udvikling blev foretaget tilbage i 1970'erne. Det var dog først for nylig muligt at samle alle de akkumulerede data, især på grund af den nanoteknologiske revolution. Takket være organisk elektronik kan vi snart have organiske solceller, selvorganiserende monolag i elektroniske apparater og organiske proteser, som i fremtiden vil kunne erstatte beskadigede lemmer for mennesker: i fremtiden kan såkaldte cyborgs meget vel bestå af mere organisk stof end syntetiske dele.
11. Beregningsbiologi
Hvis du lige kan lide matematik og biologi, så er denne disciplin lige noget for dig. Beregningsbiologi søger at forstå biologiske processer gennem matematikkens sprog. Dette bruges ligeså til andre kvantitative systemer, såsom fysik og datalogi. Forskere fra University of Ottawa forklarer, hvordan dette blev muligt:
”Med udviklingen af biologisk instrumentering og nem adgang til computerkraft skal biologien som sådan operere med flere og flere data, og hastigheden på den opnåede viden vokser kun. Derfor kræver det nu en beregningsmæssig tilgang at give mening med data. Samtidig er biologien, set fra fysikere og matematikeres synspunkt, modnet til et niveau, hvor teoretiske modeller for biologiske mekanismer kan afprøves eksperimentelt. Dette førte til udviklingen af beregningsbiologi."
Forskere, der arbejder inden for dette felt, analyserer og måler alt fra molekyler til økosystemer.
Hvordan fungerer "brainmail" - at sende beskeder fra hjerne til hjerne via internettet
10 verdens mysterier, som videnskaben endelig har afsløret
I januar 2016 annoncerede forskerne, at der muligvis er en anden planet i solsystemet. Mange astronomer leder efter det; forskning indtil videre har ført til tvetydige konklusioner. Ikke desto mindre er opdagerne af Planet X sikre på dens eksistens. taler om de seneste resultater af arbejdet i denne retning.
Om den mulige påvisning af Planet X ud over Plutos kredsløb, astronomer og Konstantin Batygin fra California Institute of Technology (USA). Den niende planet i solsystemet, hvis den eksisterer, er omkring 10 gange tungere end Jorden, og dens egenskaber ligner Neptun - en gaskæmpe, den fjerneste af de kendte planeter, der kredser om vores stjerne.
Ifølge forfatternes skøn er perioden for Planet X's omdrejning omkring Solen 15 tusind år, dens kredsløb er meget langstrakt og hælder i forhold til planet for Jordens kredsløb. Den maksimale afstand fra Solen på Planet X er anslået til 600-1200 astronomiske enheder, som tager sin bane ud over Kuiperbæltet, hvori Pluto befinder sig. Oprindelsen af Planet X er ukendt, men Brown og Batygin mener, at dette kosmiske objekt blev slået ud af en protoplanetarisk skive nær Solen for 4,5 milliarder år siden.
Astronomer opdagede denne planet teoretisk ved at analysere den tyngdekraftsforstyrrelse, den udøver på andre himmellegemer i Kuiperbæltet - banerne for seks store trans-neptunske objekter (det vil sige placeret uden for Neptuns kredsløb) blev kombineret til en klynge (med lignende perihelion) argumenter, længdegraden af den stigende node og hældning). Brown og Batygin estimerede oprindeligt sandsynligheden for fejl i deres beregninger til 0,007 procent.
Hvor nøjagtigt Planet X er placeret er ukendt, hvilken del af himmelkuglen der skal spores af teleskoper er uklart. Himmellegemet er placeret så langt fra Solen, at det er ekstremt svært at bemærke dets stråling med moderne midler. Og beviserne for eksistensen af Planet X, baseret på den gravitationsmæssige indflydelse, den udøver på himmellegemer i Kuiperbæltet, er kun indirekte.
Video: caltech / YouTube
I juni 2017 søgte astronomer fra Canada, Storbritannien, Taiwan, Slovakiet, USA og Frankrig efter Planet X ved hjælp af OSSOS-kataloget (Outer Solar System Origins Survey) over trans-neptunske objekter. De orbitale elementer i otte trans-neptunske objekter blev undersøgt, hvis bevægelse ville have været påvirket af Planet X - objekterne ville være blevet grupperet på en bestemt måde (klyngede) i henhold til deres tilbøjeligheder. Blandt de otte objekter blev fire undersøgt for første gang; alle er placeret i en afstand af mere end 250 astronomiske enheder fra Solen. Det viste sig, at parametrene for et objekt, 2015 GT50, ikke passede ind i clustering, hvilket såede tvivl om eksistensen af Planet X.
Opdagerne af Planet X mener dog, at 2015 GT50 ikke modsiger deres beregninger. Som Batygin bemærkede, viser numeriske simuleringer af solsystemets dynamik, inklusive Planet X, at der ud over den semi-hovedakse af 250 astronomiske enheder bør være to klynger af himmellegemer, hvis kredsløb er rettet ind efter Planet X: en stabil, anden metastabil. Selvom 2015 GT50 ikke er inkluderet i nogen af disse klynger, gengives den stadig af simuleringen.
Batygin mener, at der kan være flere sådanne genstande. Positionen af den lille halvakse af Planet X er sandsynligvis forbundet med dem. Astronomen understreger, at siden offentliggørelsen af data om Planet X, ikke seks, men 13 trans-neptunske objekter indikerer dens eksistens, hvoraf 10 himmellegemer tilhører den stabile klynge.
Mens nogle astronomer tvivler på Planet X, finder andre nye beviser til fordel for den. De spanske videnskabsmænd Carlos og Raul de la Fuente Marcos undersøgte parametrene for kredsløb for kometer og asteroider i Kuiperbæltet. De påviste anomalier i bevægelsen af objekter (korrelationer mellem længdegraden af den stigende knude og hældning) er ifølge forfatterne let forklaret ved tilstedeværelsen i solsystemet af et massivt legeme, hvis kredsløbshalvhovedakse er 300-400 astronomiske enheder.
Desuden er der måske ikke ni, men ti planeter i solsystemet. For nylig opdagede astronomer fra University of Arizona (USA) eksistensen af et andet himmellegeme i Kuiperbæltet, med en størrelse og masse tæt på Mars. Beregninger viser, at den hypotetiske tiende planet er fjernt fra stjernen i en afstand på 50 astronomiske enheder, og dens bane hælder otte grader til ekliptikplanet. Himmellegemet forstyrrer kendte objekter fra Kuiperbæltet og var højst sandsynligt tættere på Solen i oldtiden. Eksperter bemærker, at de observerede effekter ikke forklares af indflydelsen fra Planet X, der ligger meget længere end den "anden Mars."
I øjeblikket kendes omkring to tusinde trans-neptunske objekter. Med introduktionen af nye observatorier, især LSST (Large Synoptic Survey Telescope) og JWST (James Webb Space Telescope), planlægger forskere at øge antallet af kendte objekter i Kuiperbæltet og videre til 40 tusinde. Dette vil gøre det muligt ikke kun at bestemme de nøjagtige parametre for banerne for trans-neptunske objekter og som et resultat indirekte at bevise (eller modbevise) eksistensen af Planet X og den "anden Mars", men også direkte at detektere dem.
Studie af solsystemets planeter
Indtil slutningen af det 20. århundrede var det almindeligt accepteret, at der var ni planeter i solsystemet: Merkur, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto. Men for nylig er mange objekter blevet opdaget ud over Neptuns kredsløb, nogle af dem ligner Pluto og andre endnu større i størrelse. Derfor præciserede astronomer i 2006 klassificeringen: De 8 største kroppe - fra Merkur til Neptun - betragtes som klassiske planeter, og Pluto blev prototypen på en ny klasse af objekter - dværgplaneter. De 4 planeter tættest på Solen kaldes normalt terrestriske planeter, og de næste 4 massive gaslegemer kaldes kæmpeplaneter. Dværgplaneter bebor hovedsageligt området uden for Neptuns kredsløb - Kuiperbæltet.
Måne
Månen er Jordens naturlige satellit og det lyseste objekt på nattehimlen. Formelt set er Månen ikke en planet, men den er betydeligt større end alle dværgplaneter, de fleste planeters satellitter, og er ikke meget ringere i størrelse end Merkur. På Månen er der ingen atmosfære, vi kender, der er ingen floder og søer, vegetation og levende organismer. Tyngdekraften på Månen er seks gange mindre end på Jorden. Dag og nat med temperaturændringer på op til 300 grader varer i to uger. Og alligevel tiltrækker Månen i stigende grad jordboere med mulighed for at bruge sine unikke forhold og ressourcer. Derfor er Månen vores første skridt i at lære Solsystemets objekter at kende.
Månen er blevet godt udforsket både ved hjælp af jordbaserede teleskoper og takket være flyvninger af mere end 50 rumfartøjer og skibe med astronauter. De sovjetiske automatiske stationer Luna-3 (1959) og Zond-3 (1965) var de første til at fotografere den østlige og vestlige del af månehalvkuglen, usynlig fra Jorden. Månens kunstige satellitter studerede dens gravitationsfelt og relief. Selvkørende køretøjer "Lunokhod-1 og -2" sendte mange billeder og information om jordens fysiske og mekaniske egenskaber til Jorden. Tolv amerikanske astronauter med hjælp fra Apollo-rumfartøjet i 1969-1972. besøgte Månen, hvor de udførte overfladestudier på seks forskellige landingssteder på den synlige side, installerede videnskabeligt udstyr der og bragte omkring 400 kg månesten til Jorden. Luna-16-, -20- og -24-sonderne borede automatisk og leverede månejord til Jorden. Den nye generation af rumfartøjer Clementine (1994), Lunar Prospector (1998-99) og Smart-1 (2003-06) modtog mere nøjagtige oplysninger om Månens relief og gravitationsfelt, samt opdagede aflejringer af brintholdige materialer, muligvis vandis, på overfladen. Især er øgede koncentrationer af disse materialer fundet i permanent skyggede lavninger nær polerne.
Det kinesiske rumfartøj Chang'e-1, der blev opsendt den 24. oktober 2007, fotograferede månens overflade og indsamlede data for at kompilere en digital model af dets relief. Den 1. marts 2009 blev enheden tabt på Månens overflade. Den 8. november 2008 blev det indiske rumfartøj Chandrayaan 1 opsendt i selenocentrisk kredsløb. Den 14. november skilte sonden sig fra den og lavede en hård landing nær Månens sydpol. Enheden fungerede i 312 dage og transmitterede data om fordelingen af kemiske elementer på overfladen og om reliefhøjder. Den japanske Kaguya-satellit og to yderligere mikrosatellitter, Okina og Oyuna, som fungerede i 2007-2009, udførte det videnskabelige program for måneforskning og transmitterede data om højderne af relieffet og fordelingen af tyngdekraften på overfladen med høj nøjagtighed.
En ny vigtig fase i studiet af Månen var opsendelsen den 18. juni 2009 af to amerikanske satellitter, Lunar Reconnaissance Orbiter (Lunar Reconnaissance Orbiter) og LCROSS (månekraterobservations- og detektionssatellit). Den 9. oktober 2009 blev LCROSS-sonden sendt til Cabeo-krateret. Den brugte fase af Atlas-V-raketten, der vejede 2,2 tons, faldt først til bunden af krateret. Cirka fire minutter senere faldt rumfartøjet LCROSS (med en vægt på 891 kg) der, som før det faldt, styrtede gennem støvskyen opvokset af scenen, efter at have formået at lave den nødvendige forskning, indtil enheden dør. Amerikanske forskere mener, at det alligevel lykkedes dem at finde noget vand i en sky af månestøv. Lunar Orbiter fortsætter med at udforske Månen fra polar månekredsløb. Det russiske LEND-instrument (Lunar Research Neutron Detector), designet til at søge efter frosset vand, er installeret om bord på rumfartøjet. I området ved Sydpolen opdagede han en stor mængde brint, hvilket kan være et tegn på tilstedeværelsen af vand der i en bundet tilstand.
I den nærmeste fremtid vil udforskningen af Månen begynde. Allerede i dag udvikles projekter i detaljer for at skabe en permanent beboet base på overfladen. Den langsigtede eller permanente tilstedeværelse på Månen af erstatningsbesætninger på en sådan base vil gøre det muligt at løse mere komplekse videnskabelige og anvendte problemer.
Månen bevæger sig under påvirkning af tyngdekraften, hovedsageligt fra to himmellegemer - Jorden og Solen i en gennemsnitlig afstand på 384.400 km fra Jorden. Ved apogee øges denne afstand til 405.500 km, ved perigeum falder den til 363.300 km. Månens omdrejningsperiode omkring Jorden i forhold til fjerne stjerner er omkring 27,3 dage (siderisk måned), men da Månen drejer rundt om Solen sammen med Jorden, gentages dens position i forhold til Sol-Jord-linjen efter en lidt længere tidsperiode - omkring 29,5 dage (synodisk måned). I denne periode finder en fuldstændig ændring af månefaserne sted: fra nymåne til første kvartal, derefter til fuldmåne, til sidste kvartal og igen til nymåne. Månen roterer rundt om sin akse med en konstant vinkelhastighed i samme retning, som den drejer rundt om Jorden, og med samme periode på 27,3 dage. Derfor ser vi fra Jorden kun én halvkugle af Månen, som vi kalder synlig; og den anden halvkugle er altid skjult for vores øjne. Denne halvkugle, der ikke er synlig fra Jorden, kaldes den anden side af Månen. Figuren dannet af Månens fysiske overflade er meget tæt på en regulær kugle med en gennemsnitlig radius på 1737,5 km. Måneklodens overfladeareal er omkring 38 millioner km 2, hvilket kun er 7,4% af jordens overfladeareal eller omkring en fjerdedel af jordens kontinenter. Masseforholdet mellem Månen og Jorden er 1:81,3. Månens gennemsnitlige tæthed (3,34 g/cm3) er væsentligt mindre end Jordens gennemsnitlige tæthed (5,52 g/cm3). Tyngdekraften på Månen er seks gange mindre end på Jorden. En sommereftermiddag nær ækvator varmes overfladen op til +130°C, nogle steder endnu højere; og om natten falder temperaturen til -170 °C. Hurtig afkøling af overfladen observeres også under måneformørkelser. Der er to typer områder på Månen: lyse - kontinentale, optager 83% af hele overfladen (inklusive den fjerne side) og mørke områder kaldet have. Denne opdeling opstod i midten af 1600-tallet, da man antog, at der faktisk var vand på Månen. Med hensyn til mineralogisk sammensætning og indholdet af individuelle kemiske grundstoffer er månens bjergarter på mørke områder af overfladen (have) meget tæt på terrestriske bjergarter som basalter, og på lyse områder (kontinenter) - på anorthositter.
Spørgsmålet om Månens oprindelse er endnu ikke helt klart. Den kemiske sammensætning af månens sten tyder på, at Månen og Jorden blev dannet i samme område af solsystemet. Men forskellen i deres sammensætning og indre struktur får os til at tro, at begge disse kroppe ikke var en enkelt helhed i fortiden. De fleste af de store kratere og enorme fordybninger (multi-ring bassiner) dukkede op på overfladen af månekuglen under en periode med kraftigt bombardement af overfladen. For omkring 3,5 milliarder år siden, som et resultat af intern opvarmning, strømmede basaltiske lavaer ud på overfladen fra Månens dybder og fyldte lavlandet og de runde lavninger. Sådan blev månehavene dannet. På bagsiden var der på grund af den tykkere bark væsentligt færre udgydelser. På den synlige halvkugle optager havene 30% af overfladen, og på den modsatte halvkugle - kun 3%. Således sluttede udviklingen af månens overflade stort set for omkring 3 milliarder år siden. Meteoritbombardementet fortsatte, men med mindre intensitet. Som et resultat af langvarig bearbejdning af overfladen blev det øverste løse lag af månens sten dannet - regolit, flere meter tykt.
Merkur
Planeten tættest på Solen er opkaldt efter den gamle gud Hermes (til romerne Merkur) - gudernes budbringer og daggryets gud. Merkur er i en gennemsnitlig afstand på 58 millioner km eller 0,39 AU. fra solen. Bevæger den sig langs en meget langstrakt bane, nærmer den sig ved perihelium Solen i en afstand på 0,31 AU, og i sin maksimale afstand er den i en afstand på 0,47 AU, hvilket foretager en fuld omdrejning på 88 jorddage. I 1965, ved hjælp af radarmetoder fra Jorden, blev det fastslået, at rotationsperioden for denne planet er 58,6 dage, det vil sige i 2/3 af sit år fuldfører den en fuld rotation omkring sin akse. Tilføjelsen af aksiale og orbitale bevægelser fører til det faktum, at Merkur er på Sol-Jord-linjen altid vendt med den samme side mod os. En soldag (perioden mellem de øvre eller nedre kulminationer af Solen) varer 176 jorddage på planeten.
I slutningen af det 19. århundrede forsøgte astronomer at skitsere de mørke og lyse træk, der blev observeret på Merkurs overflade. De mest kendte er værker af Schiaparelli (1881-1889) og den amerikanske astronom Percival Lovell (1896-1897). Interessant nok meddelte astronomen T. J. C. endda i 1901, at han havde set kratere på Merkur. De færreste troede på det, men efterfølgende endte det 625 kilometer lange krater (Beethoven) på stedet markeret af Xi. Den franske astronom Eugene Antoniadi kompilerede et kort over den "synlige halvkugle" af Merkur i 1934, da man dengang mente, at kun én halvkugle altid var oplyst. Antoniadi gav navne til individuelle detaljer på dette kort, som delvist bruges på moderne kort.
Det var for første gang muligt at kompilere virkelig pålidelige kort over planeten og se de fine detaljer i overfladerelieffet takket være den amerikanske rumsonde Mariner 10, der blev opsendt i 1973. Den nærmede sig Merkur tre gange og transmitterede tv-billeder af forskellige dele af dens overflade til Jorden. I alt blev 45 % af planetens overflade fjernet, primært den vestlige halvkugle. Som det viste sig, er hele dens overflade dækket af mange kratere i forskellige størrelser. Det var muligt at afklare værdien af planetens radius (2439 km) og dens masse. Temperatursensorer gjorde det muligt at fastslå, at planetens overfladetemperatur om dagen stiger til 510° C, og om natten falder til -210° C. Styrken af dens magnetfelt er omkring 1% af styrken af jordens magnetiske felt. Mark. Mere end 3 tusinde billeder taget under den tredje tilgang havde en opløsning på op til 50 m.
Tyngdeaccelerationen på Merkur er 3,68 m/s 2 . En astronaut på denne planet vil veje næsten tre gange mindre end på Jorden. Da det viste sig, at den gennemsnitlige tæthed af Merkur er næsten den samme som Jordens, antages det, at Merkur har en jernkerne, der optager cirka halvdelen af planetens volumen, over hvilken der er en kappe og en silikatskal. Merkur modtager 6 gange mere sollys pr. arealenhed end Jorden. Desuden absorberes det meste af solenergien, da planetens overflade er mørk og kun reflekterer 12-18 procent af det indfaldende lys. Planetens overfladelag (regolith) er stærkt knust og fungerer som fremragende varmeisolering, således at temperaturen i en dybde på flere titusinder fra overfladen er konstant - omkring 350 grader K. Kviksølv har en ekstremt forkælet heliumatmosfære skabt af "solvinden", der blæser hen over planeten. Trykket af en sådan atmosfære ved overfladen er 500 milliarder gange mindre end ved Jordens overflade. Ud over helium blev der påvist en ubetydelig mængde brint, spor af argon og neon.
Det amerikanske rumfartøj Messenger (Messenger - fra det engelske Courier), opsendt den 3. august 2004, foretog sin første forbiflyvning af Merkur den 14. januar 2008 i en afstand af 200 km fra planetens overflade. Hun fotograferede den østlige halvdel af planetens tidligere ufotograferede halvkugle. Undersøgelserne af Merkur blev udført i to faser: Først undersøgelser fra flyvevejen under to møder med planeten (2008), og derefter (30. september 2009) - detaljerede. Hele planetens overflade blev fotograferet i forskellige spektralområder, og der blev opnået farvebilleder af terrænet, den kemiske og mineralogiske sammensætning af klipperne blev bestemt, og indholdet af flygtige grundstoffer i det overfladenære jordlag blev målt. Laserhøjdemåleren målte højderne af overfladerelieffet af Merkur. Det viste sig, at forskellen i reliefhøjder på denne planet er mindre end 7 km. Ved den fjerde indflyvning, den 18. marts 2011, skulle Messenger-satellitten komme ind i kredsløbet om Merkurs kunstige satellit.
Ifølge beslutningen fra Den Internationale Astronomiske Union er kratere på Merkur opkaldt efter figurer: forfattere, digtere, kunstnere, billedhuggere, komponister. For eksempel blev de største kratere med en diameter på 300 til 600 km navngivet Beethoven, Tolstoy, Dostojevskij, Shakespeare og andre. Der er undtagelser fra denne regel - et krater med en diameter på 60 km med et strålesystem er opkaldt efter den berømte astronom Kuiper, og et andet krater med en diameter på 1,5 km nær ækvator, taget som oprindelsen til længdegraden på Merkur, er opkaldt Hun Kal, som på de gamle mayaers sprog betyder "tyve". Det blev aftalt at trække en meridian gennem dette krater med en længdegrad på 20°.
Sletterne får navnene på planeten Merkur på forskellige sprog, såsom Sobkou-sletten eller Odin-sletten. Der er to sletter opkaldt efter deres placering: Northern Plain og Heat Plain, beliggende i området med maksimale temperaturer på 180° længdegrad. Bjergene, der grænser op til denne slette, blev kaldt Heat Mountains. Et karakteristisk træk ved Mercurys topografi er dens udvidede afsatser, som er opkaldt efter havforskningsfartøjer. Dalene er opkaldt efter radioastronomiske observatorier. De to højdedrag er navngivet Antoniadi og Schiaparelli, til ære for astronomerne, der kompilerede de første kort over denne planet.
Venus
Venus er den planet, der er tættest på Jorden, den er tættere på os end Solen og oplyses derfor stærkere af den; Endelig reflekterer det sollys meget godt. Faktum er, at overfladen af Venus er dækket under et kraftigt dækning af atmosfæren, hvilket fuldstændig skjuler planetens overflade fra vores syn. I det synlige område kan det ikke ses selv fra kredsløbet om den kunstige Venus satellit, og ikke desto mindre har vi "billeder" af overfladen, der blev opnået med radar.
Den anden planet fra Solen er opkaldt efter den gamle gudinde for kærlighed og skønhed Afrodite (for romerne - Venus). Venus' gennemsnitlige radius er 6051,8 km, og dens masse er 81% af Jordens masse. Venus drejer rundt om Solen i samme retning som de andre planeter og fuldfører en fuld omdrejning på 225 dage. Perioden for dens rotation omkring sin akse (243 dage) blev først bestemt i begyndelsen af 1960'erne, da radarmetoder begyndte at blive brugt til at måle planeternes rotationshastigheder. Venus daglige rotation er således den langsomste blandt alle planeterne. Derudover forekommer det i den modsatte retning: i modsætning til de fleste planeter, hvor kredsløbs- og rotationsretningerne om aksen falder sammen, roterer Venus om sin akse i den modsatte retning af kredsløbsbevægelsen. Hvis du ser på det formelt, er dette ikke en unik egenskab hos Venus. For eksempel roterer Uranus og Pluto også i den modsatte retning. Men de roterer praktisk talt "liggende på siden", og Venus' akse er næsten vinkelret på orbitalplanet, så det er den eneste, der "virkelig" roterer i den modsatte retning. Det er grunden til, at soldøgnet på Venus er kortere end den tid, det tager at rotere om sin akse og er 117 jorddage (for andre planeter er soldøgnet længere end rotationsperioden). Og et år på Venus er kun dobbelt så langt som en soldag.
Atmosfæren på Venus består af 96,5 % kuldioxid og næsten 3,5 % nitrogen. Andre gasser - vanddamp, oxygen, svovloxid og dioxid, argon, neon, helium og krypton - udgør mindre end 0,1 %. Men man skal huske på, at den venusiske atmosfære er omkring 100 gange mere massiv end vores, så der er for eksempel fem gange mere nitrogen der end i jordens atmosfære.
Den tågede dis i Venus atmosfære strækker sig opad til en højde på 48-49 km. Længere op i 70 km højde er der et skylag indeholdende dråber af koncentreret svovlsyre, og i de øverste lag er der også salt- og flussyre. Venus skyer reflekterer 77 % af det sollys, der rammer dem. På toppen af Venus' højeste bjerge - Maxwell-bjergene (højde ca. 11 km) - er det atmosfæriske tryk 45 bar, og i bunden af Diana Canyon - 119 bar. Som du ved, er trykket af jordens atmosfære ved planetens overflade kun 1 bar. Venus' kraftige kuldioxidatmosfære absorberer og transmitterer delvist omkring 23% af solstrålingen til overfladen. Denne stråling opvarmer planetens overflade, men termisk infrarød stråling fra overfladen rejser gennem atmosfæren tilbage til rummet med stort besvær. Og først når overfladen varmes op til cirka 460-470 °C, viser den udgående energistrøm sig at være lig med den indkommende energistrøm. Det er på grund af denne drivhuseffekt, at overfladen på Venus forbliver varm, uanset breddegrad. Men i bjergene, over hvilke atmosfæren er tyndere, er temperaturen flere titusgrader lavere. Venus blev udforsket af mere end 20 rumfartøjer: Venus, Mariners, Pioneer-Venus, Vega og Magellan. I 2006 opererede Venus Express-sonden i kredsløb omkring den. Forskere var i stand til at se de globale træk ved Venus' overfladetopografi takket være radarlyd fra Pioneer-Venera orbiterne (1978), Venera-15 og -16 (1983-84) og Magellan (1990-94). ..). Jordbaseret radar giver dig mulighed for kun at "se" 25 % af overfladen og med meget lavere detaljeopløsning end rumfartøjer er i stand til. For eksempel modtog Magellan billeder af hele overfladen med en opløsning på 300 m. Det viste sig, at det meste af Venus' overflade er optaget af bakkede sletter.
Højlandet udgør kun 8 % af overfladen. Alle mærkbare detaljer om nødhjælpen fik deres navne. I de første jordbaserede radarbilleder af individuelle områder af Venus overflade brugte forskere forskellige navne, som nu er tilbage på kortene - Maxwell Mountains (navnet afspejler radiofysikkens rolle i studiet af Venus), Alpha. og Beta-regioner (de to lyseste dele af relieffet af Venus i radarbilleder er opkaldt efter de første bogstaver i det græske alfabet). Men disse navne er undtagelser fra navnereglerne vedtaget af Den Internationale Astronomiske Union: astronomer besluttede at navngive overfladeegenskaberne på Venus med kvindelige navne. Store høje områder blev navngivet: Landet Afrodite, Landet Ishtar (til ære for den assyriske gudinde for kærlighed og skønhed) og Landet Lada (den slaviske gudinde for kærlighed og skønhed). Store kratere er navngivet til ære for fremragende kvinder fra alle tider og folkeslag, og små kratere bærer personlige kvindenavne. På kortene over Venus kan du finde sådanne navne som Cleopatra (den sidste dronning af Egypten), Dashkova (direktør for St. Petersburg Academy of Sciences), Akhmatova (russisk digtere) og andre berømte navne. Russiske navne inkluderer Antonina, Galina, Zina, Zoya, Lena, Masha, Tatyana og andre.
Mars
Den fjerde planet fra Solen, opkaldt efter krigsguden Mars, er 1,5 gange længere fra Jorden. En omløbsrevolution tager Mars 687 jorddage. Mars kredsløb har en mærkbar excentricitet (0,09), så dens afstand fra Solen varierer fra 207 millioner km ved perihelium til 250 millioner km ved aphelium. Mars og Jordens baner ligger næsten i samme plan: vinklen mellem dem er kun 2°. Hver 780. dag befinder Jorden og Mars sig i en minimumsafstand fra hinanden, som kan variere fra 56 til 101 millioner km. Sådanne tilnærmelser af planeter kaldes oppositioner. Hvis afstanden mellem planeterne i dette øjeblik er mindre end 60 millioner km, så kaldes modstanden stor. Store konfrontationer opstår hvert 15.-17. år.
Mars ækvatorialradius er 3394 km, 20 km mere end den polære. Mars er ti gange mindre i masse end Jorden, og i overfladeareal er den 3,5 gange mindre. Mars' aksiale rotationsperiode blev bestemt af jordbaserede teleskopiske observationer af kontrasterende overfladetræk: den er 24 timer 39 minutter og 36 sekunder. Mars' rotationsakse vippes i en vinkel på 25,2° fra vinkelret på orbitalplanet. Derfor er der på Mars også et årstidsskifte, men varigheden af årstiderne er næsten dobbelt så lang som på Jorden. På grund af kredsløbets forlængelse har årstiderne på den nordlige og sydlige halvkugle forskellig varighed: Sommeren på den nordlige halvkugle varer 177 Marsdage, og på den sydlige er den 21 dage kortere, men varmere end sommeren på den nordlige halvkugle.
På grund af sin større afstand fra Solen modtager Mars kun 43% af den energi, der falder på det samme område af jordens overflade. Den gennemsnitlige årlige temperatur på overfladen af Mars er omkring -60 °C. Den maksimale temperatur dér overstiger ikke et par grader over nul, og minimumstemperaturen blev registreret på den nordlige polarkappe og er -138 °C. I løbet af dagen ændrer overfladetemperaturen sig markant. For eksempel på den sydlige halvkugle på en breddegrad på 50° varierer den karakteristiske temperatur midt på efteråret fra -18 °C ved middagstid til -63 °C om natten. Men allerede i en dybde på 25 cm under overfladen er temperaturen næsten konstant (ca. -60 ° C), uanset tidspunkt på dagen og årstid. Store temperaturændringer på overfladen forklares med, at Mars atmosfære er meget sjælden, og overfladen afkøles hurtigt om natten og hurtigt opvarmes af Solen i løbet af dagen. Atmosfæren på Mars består af 95 % kuldioxid. Dens øvrige komponenter: 2,5% nitrogen, 1,6% argon, mindre end 0,4% oxygen. Det gennemsnitlige atmosfæriske tryk ved overfladen er 6,1 mbar, altså 160 gange mindre end trykket af jordens luft ved havoverfladen (1 bar). I de dybeste lavninger på Mars kan den nå 12 millibar. Atmosfæren på planeten er tør, der er praktisk talt ingen vanddamp i den.
De polære hætter på Mars er flerlagede. Det nederste hovedlag, der er flere kilometer tykt, er dannet af almindelig vandis blandet med støv; dette lag forbliver om sommeren og danner permanente hætter. Og de observerede årstidsændringer i polarkapperne opstår på grund af det øvre lag, der er mindre end 1 meter tykt, bestående af fast kuldioxid, den såkaldte "tøris". Området, der er dækket af dette lag, vokser hurtigt om vinteren, når en parallel på 50° og krydser nogle gange endda denne linje. Om foråret, når temperaturen stiger, fordamper det øverste lag og efterlader kun en permanent hætte. "Bølgen af mørkere" af overfladeområder observeret med årstidernes skift forklares af en ændring i vindens retning, der konstant blæser i retning fra den ene pol til den anden. Vinden fjerner det øverste lag af løst materiale - let støv, der blotter områder med mørkere sten. I perioder, hvor Mars passerer perihelium, øges opvarmningen af overfladen og atmosfæren, og balancen i Mars-miljøet forstyrres. Vindstyrken stiger til 70 km/t, hvirvelvinde og storme begynder. Nogle gange stiger mere end en milliard tons støv og holdes i ophæng, mens klimaforholdene på hele Mars-kloden ændrer sig dramatisk. Varigheden af støvstorme kan nå 50 - 100 dage. Udforskning af Mars med rumfartøjer begyndte i 1962 med opsendelsen af Mars-1-sonden. De første billeder af dele af Mars' overflade blev transmitteret af Mariner 4 i 1965, og derefter af Mariner 6 og 7 i 1969. Mars 3-landeren formåede at lave en blød landing. Baseret på Mariner 9-billederne (1971) blev der udarbejdet detaljerede kort over planeten. Han sendte til Jorden 7329 fotografier af Mars med en opløsning på op til 100 m, samt fotografier af dens satellitter - Phobos og Deimos. En hel flotille på fire rumfartøjer Mars-4, -5, -6, -7, opsendt i 1973, nåede i nærheden af Mars i begyndelsen af 1974. På grund af en funktionsfejl i det indbyggede bremsesystem passerede Mars-4 kl. afstand omkring 2200 km fra planetens overflade, efter kun at have fotograferet den. Mars-5 udførte fjernmåling af overfladen og atmosfæren fra en kunstig satellits kredsløb. Mars 6-landeren lavede en blød landing på den sydlige halvkugle. Data om atmosfærens kemiske sammensætning, tryk og temperatur blev overført til Jorden. Mars 7 passerede i en afstand af 1.300 km fra overfladen uden at fuldføre sit program.
De mest effektive flyvninger var de to amerikanske vikinger, der blev lanceret i 1975. Om bord på apparaterne var der fjernsynskameraer, infrarøde spektrometre til optagelse af vanddamp i atmosfæren og radiometre til at indhente temperaturdata. Viking 1 landingsenheden foretog en blød landing på Chrys Planitia den 20. juli 1976, og Viking 2 landingsenheden på Utopia Planitia den 3. september 1976. Der blev udført unikke eksperimenter på landingsstederne for at opdage tegn på liv i Marsjorden. En speciel enhed fangede en jordprøve og anbragte den i en af beholderne, der indeholdt en forsyning med vand eller næringsstoffer. Da alle levende organismer ændrer deres levested, måtte instrumenterne registrere dette. Selvom der blev observeret nogle ændringer i miljøet i en tæt lukket beholder, kunne tilstedeværelsen af et stærkt oxidationsmiddel i jorden føre til de samme resultater. Det er grunden til, at forskerne ikke med sikkerhed kunne tilskrive disse ændringer til bakteriernes aktivitet. Detaljerede fotografier af Mars' overflade og dens satellitter blev taget fra orbitale stationer. Baseret på de opnåede data blev detaljerede kort over planetens overflade, geologiske, termiske og andre specielle kort kompileret.
Opgaven for de sovjetiske stationer "Phobos-1, -2", lanceret efter en 13-årig pause, var at studere Mars og dens satellit Phobos. Som et resultat af en forkert kommando fra Jorden mistede Phobos-1 orienteringen, og kommunikationen med den kunne ikke genoprettes. "Phobos-2" kom ind i kredsløbet om den kunstige Mars-satellit i januar 1989. Data om temperaturændringer på overfladen af Mars og nye oplysninger om egenskaberne af klipperne, der udgør Phobos, blev opnået ved hjælp af fjerntliggende metoder. Der blev opnået 38 billeder med en opløsning på op til 40 m, og temperaturen på dens overflade blev målt, hvilket var 30 °C på de varmeste steder. Desværre var det ikke muligt at implementere hovedprogrammet til at studere Phobos. Kontakten med enheden gik tabt den 27. marts 1989. Dette afsluttede ikke rækken af fejl. Det amerikanske Mars Observer-rumfartøj, der blev opsendt i 1992, formåede heller ikke at fuldføre sin mission. Kontakten med ham gik tabt den 21. august 1993. Det var ikke muligt at placere den russiske station "Mars-96" på flyvevejen til Mars.
Et af NASAs mest succesrige projekter er Mars Global Surveyor-stationen, der blev opsendt den 7. november 1996 for at give detaljeret kortlægning af Mars' overflade. Enheden fungerer også som en telekommunikationssatellit for Spirit and Opportunity-roverne, som blev leveret i 2003 og fortsætter med at fungere den dag i dag. I juli 1997 leverede Mars Pathfinder den første automatiske rover, Sogerner, til planeten, der vejede mindre end 11 kg, som med succes studerede den kemiske sammensætning af overfladen og meteorologiske forhold. Roveren holdt kontakt med Jorden gennem et landingsmodul. NASAs automatiske interplanetariske station "Mars Reconnaissance Satellite" begyndte sit arbejde i kredsløb i marts 2006. Ved hjælp af et højopløsningskamera på Mars overflade var det muligt at skelne træk, der målte 30 cm. "Mars Odyssey", "Mars Express" og "Mars Reconnaissance Satellite" "Forskning fra kredsløb fortsætter. Phoenix-apparatet fungerede i polarområdet fra 25. maj til 2. november 2008. Han borede overfladen for første gang og opdagede is. Phoenix leverede et digitalt bibliotek af science fiction til planeten. Programmer er ved at blive udviklet til at flyve astronauter til Mars. En sådan ekspedition vil tage mere end to år, da de for at vende tilbage skal vente på en bekvem relativ position af Jorden og Mars.
På moderne kort over Mars bruges også gamle geografiske og mytologiske navne foreslået af Schiaparelli, sammen med de navne, der er tildelt landformer identificeret fra rumbilleder. Det største forhøjede område, omkring 6.000 km i diameter og op til 9 km i højden, blev kaldt Tharsis (som Iran blev kaldt på gamle kort), og en enorm ringsænkning i syd med en diameter på mere end 2.000 km blev kaldt Hellas (Grækenland). Områder af overfladen tæt dækket af kratere blev kaldt landområder: Prometheus Land, Noah Land og andre. Dalene får navnene på planeten Mars fra forskellige folkeslags sprog. Store kratere er opkaldt efter videnskabsmænd, og små kratere er opkaldt efter befolkede områder på Jorden. Fire gigantiske uddøde vulkaner rejser sig over det omkringliggende område til en højde af 26 m. Den største af dem, Mount Olympus, der ligger i den vestlige udkant af Arsida-bjergene, har en base med en diameter på 600 km og en caldera (krater) kl. toppen med en diameter på 60 km. Tre vulkaner - Mount Askrian, Mount Pavolina og Mount Arsia - er placeret på en lige linje på toppen af Tharsis-bjergene. Selve vulkanerne rejser sig yderligere 17 km over Tharsis. Ud over disse fire er der fundet mere end 70 uddøde vulkaner på Mars, men de er meget mindre i areal og højde.
Syd for ækvator er der en kæmpe dal op til 6 km dyb og mere end 4000 km lang. Den blev kaldt Valles Marineris. Mange mindre dale, såvel som riller og revner, er også blevet identificeret, hvilket indikerer, at der i oldtiden var vand på Mars, og derfor var atmosfæren tættere. Under overfladen af Mars skulle der i nogle områder være et lag af flere kilometer tykt permafrost. I sådanne områder er frosne vandløb, usædvanlige for jordiske planeter, synlige på overfladen nær kraterne, hvorfra man kan bedømme tilstedeværelsen af underjordisk is.
Med undtagelse af sletterne er overfladen af Mars stærkt krateret. Kraterne har en tendens til at se mere ødelagte ud end dem på Merkur og Månen. Spor af vinderosion kan ses overalt.
Phobos og Deimos - naturlige satellitter på Mars
Mars måner blev opdaget under den store opposition i 1877 af den amerikanske astronom A. Hall. De blev kaldt Phobos (oversat fra græsk frygt) og Deimos (Rædsel), da krigsguden i gamle myter altid var ledsaget af sine børn - frygt og rædsel. Satellitterne er meget små i størrelse og har uregelmæssige former. Phobos semi-hovedakse er 13,5 km, og den lille akse er 9,4 km; Deimos har henholdsvis 7,5 og 5,5 km. Mariner 7-sonden fotograferede Phobos på baggrund af Mars i 1969, og Mariner 9 sendte adskillige billeder tilbage af begge måner, der viste deres ru, stærkt kraterede overflader. Viking- og Phobos-2-sonderne foretog flere tætte tilgange til satellitterne. De bedste fotografier af Phobos viser reliefdetaljer op til 5 meter i størrelse.
Satellitternes kredsløb er cirkulære. Phobos kredser om Mars i en afstand af 6000 km fra overfladen med en periode på 7 timer og 39 minutter. Deimos er 20 tusinde km væk fra planetens overflade, og dens omløbsperiode er 30 timer og 18 minutter. Satellitternes rotationsperioder omkring deres akse falder sammen med perioderne for deres revolution omkring Mars. Satellitfigurernes hovedakser er altid rettet mod planetens centrum. Phobos stiger i vest og sætter sig i øst 3 gange pr. Mars-dag. Den gennemsnitlige tæthed af Phobos er mindre end 2 g/cm 3 , og accelerationen af frit fald på dens overflade er 0,5 cm/s 2 . En person på Phobos ville kun veje nogle få tiere gram og kunne ved at kaste en sten med hånden få den til at flyve ud i rummet for evigt (starthastigheden på overfladen af Phobos er omkring 13 m/s). Det største krater på Phobos har en diameter på 8 km, hvilket kan sammenlignes med selve satellittens mindste diameter. På Deimos har den største lavning en diameter på 2 km. Satellitternes overflader er oversået med små kratere på nogenlunde samme måde som Månen. På trods af den generelle lighed, overfloden af fint knust materiale, der dækker satellitternes overflader, ser Phobos mere "revet ud", og Deimos har en glattere, støvdækket overflade. Mystiske riller er blevet opdaget på Phobos, der krydser næsten hele satellitten. Furerne er 100-200 m brede og strækker sig over snesevis af kilometer. Deres dybde er fra 20 til 90 meter. Der er flere om oprindelsen af disse riller, men indtil videre er der ingen tilstrækkelig overbevisende forklaring, samt en forklaring på oprindelsen af selve satellitterne. Mest sandsynligt er disse asteroider fanget af Mars.
Jupiter
Det er ikke for ingenting, at Jupiter kaldes "planeternes konge". Det er den største planet i solsystemet, der overstiger Jorden med 11,2 gange i diameter og 318 gange i masse. Jupiter har en lav gennemsnitsdensitet (1,33 g/cm3), fordi den næsten udelukkende består af brint og helium. Den ligger i en gennemsnitlig afstand på 779 millioner km fra Solen og bruger omkring 12 år på en omdrejningsbane. På trods af sin gigantiske størrelse roterer denne planet meget hurtigt - hurtigere end Jorden eller Mars. Det mest overraskende er, at Jupiter ikke har en fast overflade i alment accepteret forstand – det er en gaskæmpe. Jupiter leder gruppen af gigantiske planeter. Opkaldt efter oldtidens mytologis øverste gud (de gamle grækere - Zeus, romerne - Jupiter), er den fem gange længere fra Solen end Jorden. På grund af sin hurtige rotation er Jupiter meget flad: dens ækvatoriale radius (71.492 km) er 7 % større end dens polære radius, hvilket er let at bemærke, når det observeres gennem et teleskop. Tyngdekraften ved planetens ækvator er 2,6 gange større end på Jorden. Jupiters ækvator hælder kun 3° i forhold til sin bane, så planeten oplever ikke et årstidsskifte. Banens hældning til det ekliptiske plan er endnu mindre - kun 1°. Hver 399. dag gentages modsætninger mellem Jorden og Jupiter.
Brint og helium er hovedkomponenterne på denne planet: efter volumen er forholdet mellem disse gasser 89% brint og 11% helium, og efter masse 80% og 20%. Hele Jupiters synlige overflade er tætte skyer, der danner et system af mørke bælter og lyse zoner nord og syd for ækvator til parallellerne 40° nordlig og sydlig breddegrad. Skyerne danner lag af brunlige, røde og blålige nuancer. Rotationsperioderne for disse skylag viste sig ikke at være de samme: Jo tættere de er på ækvator, jo kortere deres rotationsperiode. Så nær ækvator gennemfører de en omdrejning omkring planetens akse på 9 timer 50 minutter og på mellembreddegrader - på 9 timer og 55 minutter. Bælter og zoner er områder med nedadgående og opadgående strømme i atmosfæren. Atmosfæriske strømme parallelt med ækvator opretholdes af varmestrømme fra planetens dybder såvel som af Jupiters hurtige rotation og energi fra Solen. Den synlige overflade af zonerne er placeret ca. 20 km over bælterne. Stærke turbulente gasbevægelser observeres ved grænserne af bælter og zoner. Jupiters hydrogen-helium atmosfære er enorm. Skydækket er placeret i en højde af omkring 1000 km over "overfladen", hvor den gasformige tilstand skifter til væske på grund af højt tryk.
Allerede før rumfartøjernes flyvninger til Jupiter blev det fastslået, at varmestrømmen fra Jupiters dybder er dobbelt så stor som tilstrømningen af solvarme modtaget af planeten. Dette kan skyldes den langsomme nedsynkning af tungere stoffer mod planetens centrum og opstigningen af lettere. Meteoritter, der falder på planeten, kan også være en energikilde. Farven på bælterne forklares af tilstedeværelsen af forskellige kemiske forbindelser. Tættere på planetens poler, på høje breddegrader, danner skyer et sammenhængende felt med brune og blålige pletter op til 1000 km på tværs. Jupiters mest berømte træk er den store røde plet, et ovalt træk af varierende størrelse beliggende i den sydlige tropiske zone. I øjeblikket har den dimensioner på 15.000 × 30.000 km (det vil sige, at to jordkloder nemt kan passe ind i den), og for hundrede år siden bemærkede observatører, at størrelsen af stedet var dobbelt så stor. Nogle gange er det ikke synligt særlig tydeligt. Den Store Røde Plet er en langlivet hvirvel i Jupiters atmosfære, der foretager en fuld omdrejning omkring sit centrum på 6 jorddage. Den første undersøgelse af Jupiter på tæt hold (130 tusinde km) fandt sted i december 1973 ved hjælp af Pioneer 10-sonden. Observationer udført af dette apparat i ultraviolette stråler viste, at planeten har omfattende brint- og helium-koronas. Skytoppen ser ud til at være sammensat af cirrusskyer af ammoniak, mens nedenunder er en blanding af brint, metan og frosne ammoniakkrystaller. Et infrarødt radiometer viste, at temperaturen i det ydre skydække var omkring -133 °C. Et kraftigt magnetfelt blev opdaget, og zonen med den mest intense stråling blev registreret i en afstand af 177 tusinde km fra planeten. Fanen på Jupiters magnetosfære er synlig selv ud over Saturns kredsløb.
Ruten for Pioneer 11, der fløj i en afstand på 43 tusinde km fra Jupiter i december 1974, blev beregnet anderledes. Han passerede mellem strålingsbælterne og planeten selv og undgik en farlig dosis stråling til elektronisk udstyr. Analyse af farvebilleder af skylaget opnået med et fotopolarimeter gjorde det muligt at identificere skyernes funktioner og struktur. Højden på skyerne viste sig at være forskellig i bælter og zoner. Allerede før Pioneer 10 og 11's flyvninger fra Jorden, ved hjælp af et astronomisk observatorium, der fløj på et fly, var det muligt at bestemme indholdet af andre gasser i Jupiters atmosfære. Som forventet blev tilstedeværelsen af fosphin opdaget - en gasformig forbindelse af fosfor med brint (PH 3), som giver farve til skydækket. Når det opvarmes, nedbrydes det og frigiver rødt fosfor. Den unikke relative position i kredsløbene om Jorden og de gigantiske planeter, som fandt sted fra 1976 til 1978, blev brugt til successivt at studere Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun ved hjælp af Voyager 1 og 2 sonderne. Deres ruter blev beregnet på en sådan måde, at det var muligt at bruge selve planeternes tyngdekraft til at accelerere og rotere flyvevejen fra en planet til en anden. Som følge heraf tog flyvningen til Uranus 9 år, ikke 16, som den ville have været ifølge den traditionelle ordning, og flyvningen til Neptun tog 12 år i stedet for 20. Et sådant relativ arrangement af planeterne vil først blive gentaget efter 179 år.
Baseret på data opnået af rumsonder og teoretiske beregninger blev matematiske modeller af Jupiters skydække konstrueret, og ideer om dets indre struktur blev forfinet. I en noget forenklet form kan Jupiter repræsenteres som skaller med densitet stigende mod planetens centrum. I bunden af atmosfæren, 1500 km tyk, hvis tæthed stiger hurtigt med dybden, er der et lag af gas-flydende brint omkring 7000 km tykt. På et niveau på 0,9 radius af planeten, hvor trykket er 0,7 Mbar og temperaturen er omkring 6500 K, passerer brint ind i den flydende molekylære tilstand og efter yderligere 8000 km - til den flydende metalliske tilstand. Sammen med brint og helium indeholder lagene en lille mængde tunge grundstoffer. Den indre kerne, 25.000 km i diameter, er metallosilikat, inklusive vand, ammoniak og metan. Temperaturen i midten er 23.000 K og trykket er 50 Mbar. Saturn har en lignende struktur.
Der er 63 kendte satellitter, der kredser om Jupiter, som kan opdeles i to grupper - indre og ydre, eller regelmæssige og uregelmæssige; den første gruppe omfatter 8 satellitter, den anden - 55. Satellitterne i den indre gruppe kredser i næsten cirkulære baner, praktisk talt liggende i planet af planetens ækvator. De fire nærmeste satellitter på planeten - Adrastea, Metis, Amalthea og Theba - har diametre fra 40 til 270 km og er placeret inden for 2-3 radier fra Jupiter fra planetens centrum. De adskiller sig skarpt fra de fire satellitter, der følger dem, beliggende i en afstand af 6 til 26 radier fra Jupiter og har betydeligt større størrelser, tæt på Månens størrelse. Disse store satellitter - Io, Europa, Ganymedes og Callisto blev opdaget i begyndelsen af det 17. århundrede. næsten samtidigt af Galileo Galilei og Simon Marius. De kaldes normalt Jupiters galileiske satellitter, selvom de første tabeller over disse satellitters bevægelser blev udarbejdet af Marius.
Den ydre gruppe består af små satellitter med en diameter fra 1 til 170 km, der bevæger sig i aflange baner, der er stærkt hældende mod Jupiters ækvator. Samtidig bevæger fem satellitter tættere på Jupiter sig i deres kredsløb i retning af Jupiters rotation, og næsten alle de fjernere satellitter bevæger sig i den modsatte retning. Detaljerede oplysninger om arten af satellitternes overflader blev opnået af rumfartøjer. Lad os dvæle mere detaljeret ved de galilæiske satellitter. Diameteren af satellitten Io nærmest Jupiter er 3640 km, og dens gennemsnitlige tæthed er 3,55 g/cm 3 . Ios indre er opvarmet på grund af Jupiters tidevandspåvirkning og forstyrrelser introduceret i Ios bevægelse af dens naboer - Europa og Ganymedes. Tidevandskræfter deformerer Ios ydre lag og opvarmer dem. I dette tilfælde bryder den akkumulerede energi ud til overfladen i form af vulkanudbrud. Fra vulkankraterne udsendes svovldioxid og svovldamp med en hastighed på omkring 1 km/s til en højde på hundreder af kilometer over satellittens overflade. Selvom Ios overfladetemperatur i gennemsnit ligger omkring -140 °C nær ækvator, er der varme pletter, der spænder fra 75 til 250 km i størrelse, hvor temperaturen når 100-300 °C. Io's overflade er dækket af udbrudsprodukter og er orange i farven. Den gennemsnitlige alder af delene på den er lille - omkring 1 million år. Ios topografi er for det meste flad, men der er flere bjerge, der varierer i højden fra 1 til 10 km. Ios atmosfære er meget sjælden (det er praktisk talt et vakuum), men en gashale strækker sig bag satellitten: stråling af ilt, natriumdamp og svovl - produkter fra vulkanudbrud - blev opdaget langs Ios kredsløb.
Den anden af de galilæiske satellitter, Europa, er lidt mindre i størrelse end Månen, dens diameter er 3130 km, og den gennemsnitlige tæthed af stof er omkring 3 g/cm3. Satellittens overflade er punkteret med et netværk af lyse og mørke linjer: tilsyneladende er disse revner i isskorpen, der skyldes tektoniske processer. Bredden af disse fejl varierer fra flere kilometer til hundreder af kilometer, og deres længde når tusindvis af kilometer. Estimater af skorpetykkelse varierer fra nogle få kilometer til titusinder af kilometer. I Europas dyb frigives også energien fra tidevandsinteraktion, som holder kappen i flydende form - et subglacialt hav, muligvis endda et varmt. Det er derfor ikke overraskende, at der er en antagelse om muligheden for eksistensen af de enkleste former for liv i dette hav. Baseret på satellittens gennemsnitlige tæthed burde der være silikatsten under havet. Da der er meget få kratere på Europa, som har en ret glat overflade, anslås alderen for denne orangebrune overflade til hundredtusinder og millioner af år. Højopløselige billeder opnået af Galileo viser individuelle uregelmæssigt formede felter med langstrakte parallelle højdedrag og dale, der minder om motorveje. En række steder træder mørke pletter frem, højst sandsynligt er der tale om aflejringer af stof, der er udført under islaget.
Ifølge den amerikanske videnskabsmand Richard Greenberg bør betingelser for liv på Europa søges ikke i det dybe subglaciale hav, men i talrige sprækker. På grund af tidevandseffekten indsnævrer sprækkerne periodisk og udvider sig til en bredde på 1 m. Når revnen indsnævres, går havvandet ned, og når det begynder at udvide sig, stiger vandet langs det næsten til overfladen. Solens stråler trænger gennem isproppen, der forhindrer vand i at nå overfladen, og bærer den energi, der er nødvendig for levende organismer.
Den største satellit i Jupiter-systemet, Ganymedes, har en diameter på 5268 km, men dens gennemsnitlige tæthed er kun dobbelt så stor som vand; dette tyder på, at omkring 50 % af satellittens masse er is. Mange kratere, der dækker mørkebrune områder, indikerer den gamle alder af denne overflade, omkring 3-4 milliarder år. Yngre områder er dækket af systemer af parallelle riller dannet af lettere materiale under processen med at strække isskorpen. Dybden af disse furer er flere hundrede meter, bredden er titusinder af kilometer, og længden kan nå flere tusinde kilometer. Nogle kratere af Ganymedes indeholder ikke kun lysstrålesystemer (svarende til månens), men nogle gange også mørke.
Diameteren på Callisto er 4800 km. Baseret på satellittens gennemsnitlige tæthed (1,83 g/cm3) antages det, at vandis udgør omkring 60 % af dens masse. Tykkelsen af isskorpen, ligesom Ganymedes, er anslået til titusvis af kilometer. Hele overfladen af denne satellit er fuldstændig oversået med kratere i forskellige størrelser. Den har ikke omfattende sletter eller furesystemer. Kraterne på Callisto har en dårligt defineret skaft og lav dybde. Et unikt træk ved relieffet er en multiringstruktur med en diameter på 2600 km, bestående af ti koncentriske ringe. Overfladetemperaturen ved Callistos ækvator når -120 °C ved middagstid. Satellitten har vist sig at have sit eget magnetfelt.
Den 30. december 2000 passerede Cassini-sonden nær Jupiter på vej mod Saturn. Samtidig blev der udført en række eksperimenter i nærheden af "planeternes konge". En af dem havde til formål at opdage de meget sjældne atmosfærer fra de galilæiske satellitter under deres formørkelse af Jupiter. Et andet eksperiment bestod i at registrere strålingen fra Jupiters strålingsbælter. Interessant nok, parallelt med Cassinis arbejde, blev den samme stråling optaget ved hjælp af jordbaserede teleskoper af skolebørn og studerende i USA. Resultaterne af deres forskning blev brugt sammen med Cassini-data.
Som et resultat af undersøgelsen af de galilæiske satellitter blev der fremsat en interessant hypotese, at i de tidlige stadier af deres udvikling udsendte de gigantiske planeter enorme strømme af varme til rummet. Stråling fra Jupiter kunne smelte is på overfladen af tre galilæiske måner. På den fjerde - Callisto - skulle dette ikke være sket, da det er 2 millioner km væk fra Jupiter. Det er derfor, dens overflade er så forskellig fra overfladerne på satellitter tættere på planeten.
Saturn
Blandt de gigantiske planeter skiller Saturn sig ud for sit bemærkelsesværdige ringsystem. Ligesom Jupiter er det en enorm, hurtigt snurrende kugle af for det meste flydende brint og helium. Saturn kredser om Solen i en afstand 10 gange længere end Jorden, og fuldfører et komplet kredsløb i en næsten cirkulær bane hvert 29,5 år. Banens hældningsvinkel til det ekliptiske plan er kun 2°, mens Saturns ækvatorialplan hælder 27° i forhold til dets baneplan, så årstidernes skift er iboende i denne planet.
Navnet Saturn går tilbage til det romerske modstykke til den gamle titan Kronos, søn af Uranus og Gaia. Denne næststørste planet er 800 gange større end Jorden i volumen og 95 gange større i masse. Det er let at beregne, at dens gennemsnitlige tæthed (0,7 g/cm3) er mindre end tætheden af vand - enestående lav for solsystemets planeter. Saturns ækvatorialradius langs skylagets øvre grænse er 60.270 km, og den polare radius er flere tusinde kilometer mindre. Saturns rotationsperiode er 10 timer og 40 minutter. Saturns atmosfære indeholder 94% brint og 6% helium (i volumen).
Neptun
Neptun blev opdaget i 1846 som et resultat af en nøjagtig teoretisk forudsigelse. Efter at have studeret Uranus bevægelse bestemte den franske astronom Le Verrier, at den syvende planet er påvirket af tiltrækningen af et lige så massivt ukendt legeme, og beregnede dens position. Guidet af denne prognose opdagede de tyske astronomer Halle og D'Arrest Neptun. Det viste sig senere, at startende med Galileo, noterede astronomer Neptuns position på kort, men forvekslede det med en stjerne.
Neptun er den fjerde af de gigantiske planeter, opkaldt efter haveguden i oldtidens mytologi. Neptuns ækvatoriale radius (24.764 km) er næsten 4 gange Jordens radius, og Neptuns masse er 17 gange større end vores planet. Den gennemsnitlige tæthed af Neptun er 1,64 g/cm3. Den kredser om Solen i en afstand af 4,5 milliarder km (30 AU), og fuldender en fuld cyklus på næsten 165 jordår. Planetens baneplan hælder 1,8° til det ekliptiske plan. Hældningen af ækvator til orbitalplanet er 29,6°. På grund af sin store afstand fra Solen er belysningen på Neptun 900 gange mindre end på Jorden.
Data transmitteret af Voyager 2, som passerede inden for 5.000 km fra Neptuns skylag i 1989, afslørede detaljer om planetens skydække. Striberne på Neptun er svagt udtrykt. En stor mørk plet på størrelse med vores planet, opdaget på Neptuns sydlige halvkugle, er en kæmpe anticyklon, der fuldender en revolution hver 16. jorddag. Dette er et område med højt tryk og temperatur. I modsætning til den store røde plet på Jupiter, som driver med en hastighed på 3 m/s, bevæger den store mørke plet på Neptun sig mod vest med en hastighed på 325 m/s. En mørk plet af mindre størrelse placeret ved 74° syd. sh., på en uge flyttede den sig 2000 km mod nord. En let formation i atmosfæren, den såkaldte "scooter", var også kendetegnet ved sin ret hurtige bevægelse. Nogle steder når vindhastigheden i Neptuns atmosfære op på 400-700 m/s.
Ligesom andre gigantiske planeter er Neptuns atmosfære for det meste brint. Helium udgør omkring 15 %, og metan udgør 1 %. Det synlige skylag svarer til et tryk på 1,2 bar. Det antages, at der i bunden af den neptunske atmosfære er et hav af vand mættet med forskellige ioner. Betydelige mængder metan ser ud til at være indeholdt dybere i planetens iskolde kappe. Selv ved temperaturer på tusindvis af grader, ved et tryk på 1 Mbar, kan en blanding af vand, metan og ammoniak danne fast is. Den varme, iskolde kappe tegner sig sandsynligvis for 70 % af planetens masse. Omkring 25 % af Neptuns masse skulle ifølge beregninger tilhøre planetens kerne, bestående af oxider af silicium, magnesium, jern og dets forbindelser samt klipper. En model af planetens indre struktur viser, at trykket i dens centrum er omkring 7 Mbar, og temperaturen er omkring 7000 K. I modsætning til Uranus er varmestrømmen fra Neptuns dybder næsten tre gange større end den varme, der modtages fra solen. Dette fænomen er forbundet med frigivelse af varme under radioaktivt henfald af stoffer med høj atomvægt.
Neptuns magnetfelt er det halve af Uranus. Vinklen mellem den magnetiske dipols akse og Neptuns rotationsakse er 47°. Dipolens centrum er forskudt 6000 km til den sydlige halvkugle, så den magnetiske induktion ved den sydlige magnetiske pol er 10 gange højere end ved den nordlige.
Neptuns ringe ligner generelt Uranus ringe, med den eneste forskel, at det samlede stofareal i Neptuns ringe er 100 gange mindre end i Uranus ringe. Individuelle buer af ringene omkring Neptun blev opdaget under okkultationer af stjerner af planeten. Voyager 2 billeder omkring Neptun viser åbne formationer kaldet buer. De er placeret på en kontinuerlig, yderste ring med lav tæthed. Diameteren af den ydre ring er 69,2 tusinde km, og bredden af buerne er cirka 50 km. Andre ringe, der ligger i afstande fra 61,9 tusinde km til 62,9 tusinde km, er lukket. Under observationer fra Jorden blev der i midten af det tyvende århundrede fundet 2 satellitter af Neptun - Triton og Nereid. Voyager 2 opdagede yderligere 6 satellitter i størrelse fra 50 til 400 km og tydeliggjorde diametrene for Triton (2705 km) og Nereid (340 km). I 2002-03 Under observationer fra Jorden blev 5 mere fjerne satellitter af Neptun opdaget.
Neptuns største satellit, Triton, kredser om planeten i en afstand af 355 tusinde km med en periode på omkring 6 dage i en cirkulær bane, der hælder 23° til planetens ækvator. Desuden er det den eneste af Neptuns indre satellitter, der bevæger sig i kredsløb i den modsatte retning. Tritons aksiale rotationsperiode falder sammen med dens omløbsperiode. Tritons gennemsnitlige tæthed er 2,1 g/cm3. Overfladetemperaturen er meget lav (38 K). På satellitbilleder fremstår det meste af Tritons overflade som en slette med mange revner, hvilket får den til at ligne en melonskorpe. Sydpolen er omgivet af en let polarhætte. Flere lavninger med en diameter på 150 - 250 km blev opdaget på sletten. Det er sandsynligt, at satellittens iskolde skorpe blev omarbejdet mange gange som følge af tektonisk aktivitet og meteoritfald. Triton ser ud til at have en stenet kerne med en radius på omkring 1000 km. Det antages, at en isskorpe på omkring 180 km tyk dækker et vandhav på omkring 150 km dybt, mættet med ammoniak, metan, salte og ioner. Tritons tynde atmosfære er for det meste nitrogen med små mængder metan og brint. Sneen på Tritons overflade er nitrogenfrost. Polarhætten er også dannet af nitrogenfrost. Forbløffende formationer identificeret på polarhætten er mørke pletter udvidet mod nordøst (omkring halvtreds af dem blev fundet). De viste sig at være gasgejsere, der steg til en højde på op til 8 km, og blev derefter til faner, der strækker sig omkring 150 km.
I modsætning til de andre indre satellitter bevæger Nereid sig i en meget langstrakt bane, med sin excentricitet (0,75) mere lig kometernes kredsløb.
Pluto
Pluto blev efter sin opdagelse i 1930 betragtet som den mindste planet i solsystemet. I 2006 blev den efter beslutning fra Den Internationale Astronomiske Union frataget status som en klassisk planet og blev prototypen på en ny klasse af objekter - dværgplaneter. Indtil videre omfatter gruppen af dværgplaneter også asteroiden Ceres og flere nyligt opdagede objekter i Kuiperbæltet, ud over Neptuns kredsløb; en af dem er endnu større end Pluto. Der er ingen tvivl om, at andre lignende genstande vil blive fundet i Kuiperbæltet; så der kan være ret mange dværgplaneter i solsystemet.
Pluto kredser om Solen hvert 245,7 år. På tidspunktet for dens opdagelse var den ret langt fra Solen og indtog den niende planets plads i solsystemet. Men Plutos bane har, som det viser sig, en betydelig excentricitet, så i hver kredsløbscyklus er den tættere på Solen end Neptun i 20 år. I slutningen af det tyvende århundrede var der netop sådan en periode: den 23. januar 1979 krydsede Pluto Neptuns bane, så den var tættere på Solen og formelt blev til den ottende planet. Den forblev i denne status indtil den 15. marts 1999. Efter at have passeret gennem perihelium af sin bane (29,6 AU) i september 1989, bevæger Pluto sig nu væk mod aphelion (48,8 AU), som den vil nå i 2112 og vil fuldføre den første fulde revolution omkring Solen efter dens opdagelse først i 2176.
For at forstå astronomernes interesse for Pluto er vi nødt til at huske historien om dens opdagelse. I begyndelsen af det tyvende århundrede, idet de observerede Uranus og Neptuns bevægelse, bemærkede astronomer en vis mærkelighed i deres adfærd og foreslog, at der ud over disse planeters kredsløb er en anden, uopdaget en, hvis gravitationspåvirkning påvirker bevægelsen af de kendte planeter. kæmpe planeter. Astronomer har endda beregnet den formodede placering af denne planet - "Planet X" - selvom det ikke er særlig sikkert. Efter en lang søgen opdagede den amerikanske astronom Clyde Tombaugh i 1930 den niende planet, opkaldt efter underverdenens gud - Pluto. Opdagelsen var dog tilsyneladende tilfældig: Efterfølgende målinger viste, at Plutos masse er for lille til, at dens tyngdekraft betydeligt kan påvirke Neptuns og især Uranus' bevægelse. Plutos bane viste sig at være væsentligt mere langstrakt end andre planeters og mærkbart hældende (17°) til ekliptikken, hvilket heller ikke er typisk for planeter. Nogle astronomer har en tendens til at betragte Pluto som en "forkert" planet, mere som et steroid eller en tabt Neptuns måne. Pluto har dog sine egne satellitter, og nogle gange er der en atmosfære, når isen, der dækker dens overflade, fordamper i perihelområdet i kredsløbet. Generelt er Pluto blevet undersøgt meget dårligt, da ikke en eneste sonde har nået den endnu; Indtil for nylig var selv sådanne forsøg ikke blevet gjort. Men i januar 2006 lancerede rumfartøjet New Horizons (NASA) mod Pluto, som skulle flyve forbi planeten i juli 2015.
Ved at måle intensiteten af sollys, der reflekteres af Pluto, har astronomer fastslået, at planetens tilsyneladende lysstyrke varierer periodisk. Denne periode (6,4 dage) blev taget for at være perioden for Plutos aksiale rotation. I 1978 henledte den amerikanske astronom J. Christie opmærksomheden på den uregelmæssige form af billedet af Pluto i fotografier taget med den bedste vinkelopløsning: en sløret plet af billedet slørede ofte fremspringet på den ene side; dens position ændrede sig også med en periode på 6,4 dage. Christie konkluderede, at Pluto har en ret stor satellit, som blev kaldt Charon efter den mytiske bådsmand, der transporterede de dødes sjæle langs floderne i de dødes underjordiske rige (herskeren over dette rige var som bekendt Pluto). Charon dukker op enten fra nord eller fra syd for Pluto, så det blev klart, at satellittens kredsløb, ligesom planetens rotationsakse, er stærkt tilbøjelig til dens baneplan. Målinger viste, at vinklen mellem Plutos rotationsakse og dens baneplan er omkring 32°, og rotationen er omvendt. Charons kredsløb ligger i Plutos ækvatorialplan. I 2005 blev yderligere to små satellitter opdaget - Hydra og Nix, der kredsede længere end Charon, men i samme fly. Således ligner Pluto og dens satellitter Uranus, som roterer "liggende på siden."
Charons rotationsperiode på 6,4 dage falder sammen med perioden for dens bevægelse omkring Pluto. Ligesom Månen vender Charon altid mod planeten med den ene side. Dette er typisk for alle satellitter, der bevæger sig tæt på planeten. En anden ting er overraskende – Pluto står også altid overfor Charon med samme side; i denne forstand er de lige. Pluto og Charon er et unikt binært system, meget kompakt og med et hidtil uset højt satellit-til-planet masseforhold (1:8). Forholdet mellem Månens og Jordens masser er for eksempel 1:81, og andre planeter har lignende forhold, der er meget mindre. I det væsentlige er Pluto og Charon en dobbelt dværgplanet.
De bedste billeder af Pluto-Charon-systemet blev taget af Hubble-rumteleskopet. Ud fra dem var det muligt at bestemme afstanden mellem satellitten og planeten, som viste sig kun at være omkring 19.400 km. Ved hjælp af Pluto-stjerneformørkelser såvel som gensidige formørkelser af planeten ved dens satellit var det muligt at afklare deres størrelser: Plutos diameter er ifølge de seneste skøn 2300 km, og Charons diameter er 1200 km. Den gennemsnitlige tæthed af Pluto varierer fra 1,8 til 2,1 g/cm 3 , og den for Charon varierer fra 1,2 til 1,3 g/cm 3 . Tilsyneladende adskiller Plutos indre struktur, bestående af sten og vandis, sig fra Charons struktur, som mere ligner de iskolde satellitter på de gigantiske planeter. Charons overflade er 30% mørkere end Plutos. Farven på planeten og satellitten er også forskellige. Tilsyneladende dannede de sig uafhængigt af hinanden. Observationer har vist, at Plutos lysstyrke øges mærkbart ved perihelium af dens kredsløb. Dette gav grund til at antage udseendet af en midlertidig atmosfære ved Pluto. Under Plutos okkultering af stjernen i 1988 faldt denne stjernes lysstyrke gradvist over flere sekunder, hvorfra det endelig blev fastslået, at Pluto havde en atmosfære. Dens hovedkomponent er højst sandsynligt nitrogen, og andre komponenter kan omfatte metan, argon og neon. Tykkelsen af tågelaget er anslået til 45 km, og selve atmosfærens tykkelse er 270 km. Metanindholdet bør variere afhængigt af Plutos position i kredsløb. Pluto passerede perihelium i 1989. Beregninger viser, at en del af forekomsterne af frossen metan, nitrogen og kuldioxid, der findes på dens overflade i form af is og frost, når planeten nærmer sig Solen, passerer ind i atmosfæren. Plutos maksimale overfladetemperatur er 62 K. Charons overflade ser ud til at være dannet af vandis.
Så Pluto er den eneste planet (omend en dværg), hvis atmosfære dukker op og forsvinder, ligesom en komet under dens bevægelse omkring Solen. Ved hjælp af Hubble-rumteleskopet i maj 2005 blev to nye satellitter af dværgplaneten Pluto opdaget, ved navn Nikta og Hydra. Disse satellitters kredsløb er placeret uden for Charons kredsløb. Nyx er omkring 50.000 km fra Pluto, og Hydra er omkring 65.000 km. New Horizons-missionen, der blev lanceret i januar 2006, er designet til at studere omgivelserne omkring Pluto og Kuiperbæltet.
Videnskabelige opdagelser gøres hele tiden. I løbet af året udgives et stort antal rapporter og artikler om forskellige emner, og der udstedes tusindvis af patenter på nye opfindelser. Blandt alt dette kan der findes nogle virkelig utrolige præstationer. Denne artikel præsenterer ti af de mest interessante videnskabelige opdagelser, der blev gjort i første halvdel af 2016.
1. En lille genetisk mutation, der fandt sted for 800 millioner år siden, førte til fremkomsten af flercellede livsformer
Forskning tyder på, at et gammelt molekyle, GK-PID, er ansvarlig for udviklingen af encellede organismer til flercellede organismer for cirka 800 millioner år siden. Det blev fundet, at GK-PID-molekylet fungerede som en "molekylær karbin": det bragte kromosomer sammen og fastgjorde dem til cellemembranens indre væg, når deling fandt sted. Dette gjorde det muligt for cellerne at formere sig ordentligt og ikke blive kræftfremkaldende.
En spændende opdagelse indikerer, at den gamle version af GK-PID før i tiden opførte sig anderledes, end den gør nu. Grunden til, at hun forvandlede sig til en "genetisk karabin", skyldes en lille genetisk mutation, der reproducerede sig selv. Det viser sig, at fremkomsten af flercellede livsformer er resultatet af en enkelt identificerbar mutation.
2. Opdagelse af et nyt primtal
I januar 2016 opdagede matematikere et nyt primtal som en del af "Great Internet Mersenne Prime Search", et storstilet frivilligt computerprojekt til at søge efter Mersenne-primtal. Dette er 2^74.207.281 - 1.
Du vil sikkert gerne afklare, hvorfor projektet "Great Internet Mersenne Prime Search" blev oprettet. Moderne kryptografi bruger Mersenne-primtal (i alt 49 sådanne tal er kendt), såvel som komplekse tal, til at dechifrere kodet information. "2^74,207,281 - 1" er i øjeblikket det længste primtal, der findes (det er næsten 5 millioner cifre længere end dets forgænger). Det samlede antal cifre, der udgør det nye primtal, er omkring 24.000.000, så "2^74.207.281 - 1" er den eneste praktiske måde at skrive det ned på papir.
3. En niende planet blev opdaget i solsystemet
Allerede før opdagelsen af Pluto i det 20. århundrede havde videnskabsmænd antaget, at der var en niende planet, Planet X, hinsides Neptuns kredsløb. Denne antagelse skyldtes gravitationel klynger, som kun kunne være forårsaget af et massivt objekt. I 2016 fremlagde forskere fra California Institute of Technology bevis for, at en niende planet – med en omløbsperiode på 15.000 år – faktisk eksisterer.
Ifølge astronomerne, der gjorde opdagelsen, er der "kun 0,007 % chance (1 ud af 15.000) for, at klyngningen er en tilfældighed." I øjeblikket er eksistensen af den niende planet fortsat hypotetisk, men astronomer har beregnet, at dens kredsløb er enorm. Hvis Planet X virkelig eksisterer, så vejer den cirka 2-15 gange mere end Jorden og er placeret i en afstand af 600-1200 astronomiske enheder fra Solen. En astronomisk enhed er lig med 150.000.000 kilometer; det betyder, at den niende planet er 240.000.000.000 kilometer væk fra Solen.
4. En næsten evig måde at gemme data på er blevet opdaget
Før eller siden bliver alt forældet, og i øjeblikket er der ingen måde, der vil tillade dig at gemme data på én enhed i en virkelig lang periode. Eller findes den? For nylig gjorde forskere fra University of Southampton en fantastisk opdagelse. De brugte nanostruktureret glas til med succes at skabe en dataregistrerings- og genfindingsproces. Lagerenheden er en lille glasdisk på størrelse med en 25-cent mønt, der kan lagre 360 terabyte data og ikke påvirkes af høje temperaturer (op til 1000 grader Celsius). Dens gennemsnitlige holdbarhed ved stuetemperatur er cirka 13,8 milliarder år (omtrent på samme tid som vores univers har eksisteret).
Data skrives til enheden ved hjælp af en ultrahurtig laser ved hjælp af korte, intense lysimpulser. Hver fil består af tre lag af nanostrukturerede prikker, som er placeret i en afstand på kun 5 mikrometer fra hinanden. Dataaflæsning udføres i fem dimensioner takket være det tredimensionelle arrangement af nanostrukturerede punkter samt deres størrelse og retningsbestemmelse.
5. Blindøjede fisk, der kan "gå på vægge" viser ligheder med firbenede hvirveldyr
I løbet af de sidste 170 år har videnskaben opdaget, at landlevende hvirveldyr nedstammer fra fisk, der svømmede i havene på den gamle Jord. Forskere fra New Jersey Institute of Technology har dog opdaget, at taiwanske fisk med blinde øjne, som er i stand til at "gå på vægge", har de samme anatomiske egenskaber som padder eller krybdyr.
Dette er en meget vigtig opdagelse fra et evolutionært tilpasningsperspektiv, da det kunne hjælpe videnskabsmænd med bedre at forstå, hvordan forhistoriske fisk udviklede sig til landlevende tetrapoder. Forskellen mellem blindøjede fisk og andre fiskearter, der er i stand til at bevæge sig på land, ligger i deres gangart, som giver "bækkenbækkenstøtte", når de rejser sig.
6. Det private firma SpaceX landede med succes en raket lodret.
I tegneserier og tegnefilm ser man normalt raketter lande på planeter og månen på en lodret måde, men i virkeligheden er dette ekstremt svært at gøre. Regeringsorganer som NASA og European Space Agency udvikler raketter, der enten falder i havet, hvor de senere hentes (dyre), eller bevidst brænder op i atmosfæren. At kunne lande en raket lodret ville spare utroligt mange penge.
Den 8. april 2016 landede det private firma SpaceX med succes en raket lodret; hun formåede at gøre dette på et autonomt ubemandet rumhavns droneskib. Denne utrolige præstation vil spare penge såvel som tid mellem lanceringer.
For SpaceX CEO Elon Musk har dette mål været en prioritet i mange år. Selvom præstationen tilhører private virksomheder, vil vertikal landingsteknologi også være tilgængelig for statslige agenturer som NASA, så de kan komme videre i rumudforskning.
7. Et cybernetisk implantat hjalp en lam mand med at bevæge fingrene.
En mand, der var lam i seks år, var i stand til at bevæge fingrene takket være en lille chip indopereret i hans hjerne.
Dette takket være forskere fra Ohio State University. De var i stand til at skabe en enhed, der er et lille implantat, der er forbundet til en elektronisk sleeve, der bæres på patientens arm. Denne sleeve bruger ledninger til at stimulere specifikke muskler for at forårsage bevægelse af fingrene i realtid. Takket være chippen var den lammede mand endda i stand til at spille musikspillet "Guitar Hero", til stor overraskelse for de læger og videnskabsmænd, der deltog i projektet.
8. Stamceller implanteret i hjernen på slagtilfældepatienter giver dem mulighed for at gå igen
I et klinisk forsøg implanterede forskere fra Stanford University School of Medicine modificerede menneskelige stamceller direkte i hjernen på atten slagtilfældepatienter. Procedurerne var vellykkede, uden nogen negative konsekvenser, med undtagelse af en mild hovedpine observeret hos nogle patienter efter anæstesi. Hos alle patienter var restitutionsperioden efter slagtilfældet ret hurtig og vellykket. Desuden kunne patienter, der tidligere kun brugte kørestol, igen gå frit.
9. Kuldioxid pumpet ned i jorden kan blive til hårde sten
Kulstoffangst er en vigtig del af at holde planetens CO2-udledning i balance. Når brændstof brænder, frigives kuldioxid til atmosfæren. Dette er en af årsagerne til de globale klimaændringer. Islandske forskere kan have opdaget en måde at holde kulstof ude af atmosfæren og bidrage til drivhuseffekten.
De pumpede CO2 ind i vulkanske klipper, hvilket fremskyndede den naturlige proces med at omdanne basalt til karbonater, som derefter bliver til kalksten. Denne proces tager normalt hundredtusinder af år, men islandske videnskabsmænd formåede at reducere den til to år. Kulstof indsprøjtet i jorden kan opbevares under jorden eller bruges som byggemateriale.
10. Jorden har en anden måne
NASA-forskere har opdaget en asteroide, der er i jordens kredsløb og derfor er en anden permanent jordsatellit. Der er mange objekter i vores planets kredsløb (rumstationer, kunstige satellitter osv.), men vi kan kun se én måne. Men i 2016 bekræftede NASA eksistensen af 2016 HO3.
Asteroiden er langt fra Jorden og er mere under Solens gravitationspåvirkning end vores planet, men den kredser om sin bane. 2016 HO3 er betydeligt mindre end Månen: dens diameter er kun 40-100 meter.
Ifølge Paul Chodas, leder af NASAs Center for Near-Earth Object Studies, vil 2016 HO3, som har været en kvasi-satellit af Jorden i mere end et århundrede, forlade vores planets kredsløb om nogle få århundreder.
