При таких необычайных климатических условиях что же должно произойти с атмосферой планеты? Очевидно, на ночной половине под влиянием страшного холода атмосфера сгустится в жидкость и замёрзнет. Вследствие резкого понижения атмосферного давления туда устремится газовая оболочка дневной стороны планеты и затвердеет в свою очередь. В итоге вся атмосфера должна в твёрдом виде собраться на ночной стороне планеты, вернее – в той её части, куда Солнце вовсе не заглядывает. Таким образом, отсутствие на Меркурии атмосферы является неизбежным следствием физических законов.

По тем же соображениям, по каким недопустимо существование атмосферы на Меркурии, должны мы отвергнуть и догадку, нередко высказываемую, будто имеется атмосфера на невидимой стороне Луны. Можно с уверенностью утверждать, что если нет атмосферы на одной стороне Луны, то не может её быть и на противоположной1). В этом пункте расходится с истиной фантастический роман Уэллса «Первые люди на Луне». Романист допускает, что на Луне есть воздух, который в течение сплошной 14-суточной ночи успевает сгуститься и замёрзнуть, а с наступлением дня вновь переходит в газообразное состояние, образуя атмосферу. Ничего подобного, однако, происходить не может. «Если, – писал по этому поводу проф. О. Д. Хвольсон, – на тёмной стороне Луны воздух затвердевает, то почти весь воздух должен перейти от светлой стороны в тёмную и там также замёрзнуть. Под влиянием солнечных лучей твёрдый воздух должен превращаться в газ, который немедленно будет переходить на тёмную сторону и там затвердевать... Должна происходить непрерывная дистилляция воздуха, и нигде и никогда не может достигнуть сколько-нибудь заметной упругости».

Если для Меркурия и Луны можно считать доказанным отсутствие атмосферы, то для Венеры, второй от Солнца планеты нашей системы, присутствие атмосферы совершенно несомненно.

Установлено даже, что в атмосфере, точнее – в стратосфере Венеры, много углекислого газа – в десять тысяч раз больше, чем в земной атмосфере.

Фазы Венеры

Известный математик Гаусс рассказывает, что однажды он предложил своей матери взглянуть в астрономическую трубу на Венеру, ярко сиявшую на вечернем небе. Математик думал поразить мать неожиданностью, так как в трубу Венера видна в форме серпа. Удивиться, однако, пришлось ему самому: приставив глаз к окуляру, женщина не выразила никакого изумления по поводу вида планеты, а осведомилась лишь, почему серп обращен в трубе в обратную сторону... Гаусс не подозревал до того времени, что мать его различает фазы Венеры даже и невооружён-

1) См. примечание на стр. 58.

89

ным глазом. Такое острое зрение встречается очень редко; до изобретения зрительной трубы никто поэтому не подозревал о существовании фаз Венеры, подобных лунным.

Особенность фаз Венеры та, что поперечник планеты в разных фазах неодинаков: узкий серп по диаметру значительно больше полного диска (рис. 64). Причина – различное удаление от нас этой планеты в различных фазах. Среднее расстояние Венеры от Солнца 108 миллионов км, Земли – 150 миллионов км. Легко понять, что ближайшее расстояние обеих планет равно разности 150–108, т. е. 42 миллионам км, а самое дальнее – сумме 150+108, т. е. 258 миллионам км. Следовательно, удаление Венеры от нас изменяется в этих пределах. В ближайшем соседстве с Землёй Венера обращена к нам неосвещённой стороной, и потому наиболее крупная её фаза совершенно невидима. Отходя от этого положения «нововенерия», планета принимает вид серпа, диаметр которого тем меньше, чем серп шире. Наибольшей яркости Венера достигает не тогда,

Рис. 64. Фазы Венеры, видимые в телескоп. Венера в разных фазах имеет различный видимый диаметр вследствие изменения расстояния от Земли.

когда она видна полным диском, и не тогда, когда диаметр её наибольший, а в некоторой промежуточной фазе. Полный диск Венеры виден под углом зрения 10", наибольший серп – под углом 64". Высшей же яркости планета достигает спустя три декады после «нововенерия», когда угловой диаметр её 40" и угловая ширина серпа – 10". Тогда она светит в 13 раз ярче Сириуса, самой яркой звезды всего неба.

Великие противостояния

О том, что эпохи наибольшей яркости Марса и наибольшего его приближения к Земле повторяются примерно каждые 15 лет, известно многим. Очень популярно и астрономическое наименование этих эпох: великие противостояния Марса. Памятные годы последних «великих

90

противостояний» красной планеты – 1924, 1939 (рис. 65) и 1956. Но мало кто знает, почему событие это повторяется именно через 15 лет. Между тем относящаяся сюда «математика» весьма несложна.

Земля совершает полный обход своей орбиты в 365¼ суток, Марс – в 687 суток. Если обе планеты сошлись однажды на ближайшее расстоя-

Рис. 65. Изменение видимого диаметра Марса в различные противостояния XX в. В 1909, 1924 и 1939 гг.

были великие противостояния.

ние, то они должны сойтись вновь через такой промежуток времени, который заключает целое число годов как земных, так и марсовых.

Другими словами, надо решить в целых числах уравнение

365 14 x 687 y,

или

x 1,88y,

откуда

xy 1,88 4725 .

Развернув последнюю дробь в непрерывную (ср. стр. 76), получаем

Взяв первые три звена, имеем приближение

и заключаем, что 15 земных лет равны 8 марсовым; значит, эпохи наибольшего приближения Марса должны повторяться каждые 15 лет. (Мы несколько упростили задачу, взяв для отношения обоих времён обращения 1,88 вместо более точного 1,8809.)

91

По тому же способу можно найти и период повторения наибольшей близости Юпитера. Год Юпитера равен 11,86 земного (точнее 11,8622). Развернём это дробное число в непрерывную дробь:

Первые три звена дают приближение 83/7. Значит, великие противостояния Юпитера повторяются каждые 83 земных года (или 7 юпитеровых). В эти годы Юпитер достигает и наибольшей видимой яркости. Последнее великое противостояние Юпитера произошло в конце 1927 г. Следующее наступит в 2010 г. Расстояние Юпитера от Земли в эти моменты равно 587 миллионам км. Это – наименьшее расстояние, на какое подходит к нам крупнейшая планета солнечной системы.

Планета или меньшее солнце?

Такой вопрос можно поставить относительно Юпитера – самой крупной из планет нашей системы. Этот исполин, из которого можно было бы сделать 1300 шаров такого объёма, как земной, своим могучим притяжением заставляет обращаться вокруг себя целый рой спутников. Астрономами обнаружено у Юпитера 12 лун; самые крупные из них – те 4, которые ещё три века назад были открыты Галилеем, – обозначаются римскими цифрами I, II, III, IV. Спутники III и IV по размерам не уступают «настоящей» планете – Меркурию. В следующей табличке поперечники этих спутников сопоставлены с размерами диаметров Меркурия

иМарса; заодно указаны поперечники первых двух спутников Юпитера,

атакже и нашей Луны:

Рис. 66 представляет иллюстрацию той же таблички. Большой круг – Юпитер; каждый из выстроенных по его диаметру кружков – Земля; справа – Луна. Кружки по левую сторону Юпитера – его крупнейшие 4 спутника. Направо от Луны – Марс и Меркурий. Рассматривая этот чертёж, вы должны иметь в виду, что перед вами не диаграмма, а рисунок: соотношение площадей кружков не даёт правильного представления о соотношении объёмов шаров. Объёмы шаров относятся, как кубы их поперечников.

Если диаметр Юпитера в 11 раз больше диаметра Земли, то объём его больше в 113, т. е. в 1300 раз. Сообразно этому вы и должны испра-

92

вить зрительное впечатление от рис. 66, и тогда огромные размеры Юпитера предстанут перед вами в надлежащем виде.

Рис. 66. Размеры Юпитера и его спутников (слева) по сравнению с размерами Земли (вдоль диаметра), Луны, Марса и Меркурия (справа).

Что касается мощи Юпитера как притягивающего центра, то она внушительно выступает при обозрении расстояний, на которых планетагигант заставляет обращаться вокруг себя свои луны. Вот табличка этих расстояний.

Вы видите, что система Юпитера имеет размеры в 63 раза большие, чем система Земля – Луна; столь широко раскинувшейся семьёй спутников не владеет никакая другая планета.

Не без основания, значит, уподобляют Юпитер маленькому солнцу. Масса его втрое больше массы всех прочих планет, вместе взятых, и исчезни вдруг Солнце, – место его мог бы занять Юпитер, заставляя все планеты, хотя и медленно, обращаться вокруг него как около нового центрального тела системы.

Есть черты сходства Юпитера с Солнцем и по физическому устройству. Средняя плотность его вещества – 1,35 по отношению к воде – близка к плотности Солнца (1,4). Однако сильная сплюснутость Юпитера приводит к представлению о том, что Юпитер обладает плотным ядром, окружённым толстым слоем льда и гигантской атмосферой.

93