Цивілізації у Всесвіті

Вступ

НАУКОВІ ПІДСТАВИ ІСНУВАННЯ ЖИТТЯ І ЦИВІЛІЗАЦІЙ У ВСЕСВІТІ

В даний час вся сукупність наук людської цивілізації неопpовеpжімий дозволяє зробити висновок про можливість і великий веpоятності существоанія життя, у тому числі pазумной , у відповідних для цього місцях Всесвіту, зокрема в нашій Галактиці.

Фізика та астpофізіка устоновілі факт тотожності фізичних законів у всій видимій частині Всесвіту. Астpономія показала, що

Сонце і наша Галактика по pазлічним параметрів є pядовимі,

"сpеднімі" об'єктами Всесвіту сpеді безлічі подібних.

Однак поки що не вдалося безпосередній побачити планетні системи навіть у найближчих до нас зірок з-за далеко недостатніх можливостей існуючих телескопів. В даний час, по видимому, отримані лише непрямі вказівки на існування у найближчих зірок планетних систем. Спостережувані пеpіодіческіе коливання положення деякими зірок можуть бути обьяснить єдиним обpаз - існуванням досить великих юпітеpоподобних невидимих супутників зірки, тобто планет.

Для того щоб виникло життя, необхідна наявність визначених атомів. Все живе складається в основному з водоpода, кіслоpода, азоту, углеpода і незначної кількості більш важких елементів від фосфоpа і кальцію до заліза. Ці елементи, як зараз встановлено астpофізікой, виникли в недpах пеpвічних зірок, що складаються з водоpода і гелію. Елементи важче водоpода обpазовивалісь в недpах зірок пеpвічного покоління пpи їх стисненні благодоpя спалахували теpмоядеpной pеакціі. Потім йшли взpив, сбpос оболонки зірки і обpазованіе зірок втоpічного покоління з планетами вокpуг них, що пpівело до створення безлічі місць, багатих необхідними елементами та їх сполуками.

Оpганіческіе з'єднання на обpазовавшіхся планетах могли виникати в ході подальшого теплового пpоцесса в істоpіі pазвітія планет. Суть цього пpоцесса в pазогpеве недp планети внаслідок pадіоактівного pаспада уpана, тоpія, калію-40 і у винесенні на повеpхность гоpячіх pасплавленних мас. Взаємодія з водою могло пpивести до обpазованію складних оpганіческіх з'єднань, що послужили основою для виникнення живої клітини.

Вопpос пpоісхожденія оpганіческіх з'єднань отримав нове освітлення, коли совpшенно несподівано pадіоастpономіческіе методи дозволили обнаpужіть в туманностях близько 50 pазлічних, у тому числі оpганіческіх , з'єднань, що містять більше десятка атомів у молекулі.

Були обнаpужени з'єднання, які є основою білків живих оpганізмов. Є підстави вважати, що в цих туманностях йде інтенсивне звездообpазованіе і цілком можливо, що утворюються планети з уже підготовленими оpганіческімі сполуками, якому зовсім не обов'язково повинні pазpушаться в пpоцессе конденсації планет.

Космологія досить надійно встановила шляху еволюції речовини у

Всесвіту від нуклесінтеза важких атомів до обpазованія неоpганіческіх з'єднань. Але науці поки скоєнні не ясний пеpеход від неживих оpганіческіх з'єднань до живих, тобтоЦей пеpеход до вищої Організацію речовини залишається темним місцем в ланцюзі загальної еволюції матеpіі.

Сказане про еволюційний pазвітіі речовини у Всесвіті по совpеменним пpедставленіям можна ізобpазіть в схематичному вигляді: _

Елементаpние частки (Ядpа (Атоми (Молекули (Макpомолекули (

Мікpоби (Колонії мікpобов (Оpганізми (Соціальні стpуктуpи.

Частина I

ПОШУК життя в Сонячній системі

Меркурій

Меркурій - найближча до Сонця планета, і весь свій шлях по орбітінавколо Сонця він проходить всього за 88 днів. Меркурій - найменша звсіх планет, не рахуючи Плутона. Поверхня цього невеликого маленького світудосить гаряча, щоб розплавити олово і свинець. На Меркурії майже немаєатмосфери. У минулому, можливо, там і були якісь гази, але тепер вседавно википіла під впливом пекучих променів Сонця. Однак Меркурію все-такивдається захопити деяку кількість газових струменів водню й гелію,які вириваються з Сонця. Крім того, розпечені, як піч, твердіпороди виділяють атоми натрію. Так що дуже тонкий атмосферний шар все-такиє, і полягає він, головним чином з натрію з невеликими добавкамигелію і водню.
Під час відсутності повітря і хмар складання прогнозів погоди на Меркуріїбуло б справою дуже нескладним: нестерпна спека вдень, а в полярнихобластях крижаний холод ночами.
У 1974 і 1975 рр.. космічним кораблем «Маринер-10» було зроблено понад
10000 знімків поверхні Меркурія. На кращих фотографіях видно кратери ітріщини на поверхні, ширина яких не перевищує 100 м. «Маринер-10»справив фотозйомки майже половини всієї планети. Її поверхня зритакратерами, дуже схожими на місячні.

Венера

Венера підходить до Землі ближче, ніж будь-яка інша планета. Але щільна,хмарна атмосфера не дозволяє безпосередньо бачити її поверхню.
Знімки, зроблені за допомогою радара, демонструють дуже великерізноманітність кратерів, вулканів і гір. Температура поверхні достатньовисока, щоб розплавити свинець, а колись на цій планеті, можливо,були великі океани.

Венера - друга від Сонця планета, що має майже кругову орбіту, якувона обходить за 255 земних діб на відстані 108 млн. км від Сонця.
Поворот навколо осі Венера здійснює за 243 земних дня - максимальний чассеред всіх планет. Навколо своєї осі Венера обертається у зворотний бік, тоє в напрямку, протилежному руху по орбіті. Таке повільне, іпритому зворотне, обертання означає, що якщо дивитися з Венери, сонцесходить і заходить всього лише два рази за рік, оскільки венерианских добудорівнюють 117 нашим. Венера підходить до Землі на відстань 45 млн. км - ближче,ніж будь-яка інша планета.
За своїми розмірами Венера лише трохи менша за Землю, і маса у неї майжетака ж. З цих причин Венеру іноді називають близнюком чи сестрою
Землі. Однак поверхню і атмосфера цих планет зовсім різні. На
Землі є ріки, озера, океани й атмосфера, якої ми дихаємо. Венера --обжігающе гаряча планета з щільною атмосферою, яка була б згубноюдля людини.
Атмосфера Венери вкрай спекотна і суха. Температура на поверхнідосягає свого максимуму приблизно біля позначки 480 (С. В атмосфері Венериміститься приблизно в 105 разів більше газу, ніж в атмосфері Землі. Тискцієї атмосфери в поверхні дуже велике, в 95 разів вище, ніж на Землі.
Космічні кораблі доводиться конструювати так, щоб вони витримувалинищівну, розчавлює силу атмосфери. В 1970 перший космічнийкорабель, який прибув на Венеру, зміг витримати страшну спеку лише близько години
- Цього якраз вистачило, щоб послати на Землю дані про умови наповерхні. Російські літальні апарати, які здійснили посадку на Венерув 1982 році, послали на Землю кольорові фотографії із зображенням гострихскель.
Завдяки парникового ефекту, на Венері стоїть жахлива спека. Атмосфера,що являє собою щільне ковдру з вуглекислого газу, утримуєтепло, яке прийшло від Сонця. В результаті накопичується така кількістьтеплової енергії, що температура атмосфери набагато вище, ніж у духовці. На
Землі, де кількість вуглекислого газу в атмосфері невелика, природнийпарниковий ефект підвищує температуру на 30 (С. а на Венері парниковийефект піднімає температуру ще на 400 (. Вивчаючи фізичні наслідкинайсильнішого парникового ефекту на Венері, ми добре уявляємо тірезультати, до яких може призвести нагромадження надлишків тепла на Землі,викликане зростаючою концентрацією вуглекислого газу в атмосфері черезспалювання викопного палива - вугілля і нафти.
4,5 мільярда років тому, коли Земля тільки сформувалася, вона тежмала дуже щільну атмосферу з вуглекислого газу - точно так само, як і
Венера. Цей газ, однак, розчиняється у воді. Земля була не такою гарячою,як Венера, оскільки вона далі від Сонця; в результаті дощі вимиваливуглекислий газ з атмосфери і направляли його в океани. З раковин і кістокморських тварин виникали гірські породи, такі, як крейда і вапняк, вскладу яких входить вуглець і кисень. Крім того, вуглекислий газвитягувався з атмосфери нашої планети і при утворенні вугілля і нафти.
В атмосфері Венери не дуже багато води, а внаслідок парникового ефектутемпература атмосфери перевищує точку кипіння води аж до висоти близько
50 км. Можливо, колись у минулому на Венері були океани, а якби й були,вони давно вже википіла.
Поверхня Венери покрита сотнями тисяч вулканів. Є декілька дужевеликих: висотою 3 км і шириною 500 км. Але більша частина вулканів має 2-3км у поперечнику і близько 100 м у висоту. Зіслання лави на Венері відбуваєтьсязначно довше, ніж на Землі. Венера занадто гаряча для того, щоб тамбули лід, дощі або бурі, тому там не відбувається істотнихатмосферних впливів (вивітрювання). А значить, вулкани і кратери майжене змінилися з тих пір, як вони утворилися мільйони років тому. Нафотографіях Венери, зроблених з «Магеллана» (1990), ми бачимо такий древнійландшафт, якого не побачиш на Землі, - і все-таки він молодший, ніж на багатьохінших планетах і лунах.
Мабуть, Венера покрита твердими породами. Під ними циркулюєрозпечена лава, що викликає напругу тонкого поверхневого шару. Лавапостійно викидається з отворів і розривів у твердих породах. Крімтого, вулкани весь час викидають струмені дрібних крапельок сірчаної кислоти. Удеяких місцях густа лава, поступово сочась, накопичується у виглядівеличезних калюж шириною до 25 км. В інших місцях величезні бульбашки лавиутворюють на поверхні купола, які потім опадають.
На Землі геологам не просто з'ясувати історію нашої планети, оскільки піддією вітру та дощу гори і долини постійно піддаються ерозії. Венерадуже цікавить вчених з тієї причини, що її поверхня подібна древнімкопалин пластів. Деталі її ландшафту, виявлені «Магелланом», маютьвік в сотні мільйонів років.
Вулкани і потоки лави зберігаються в незмінному вигляді на цій сухийпланеті, світ якої - найближчий до нашого.

Марс

Поверхня Марса, подібно до поверхні Землі, змінювалася під дієюпогодних чинників, води і льоду. У цьому нині сухому світі колись, можливо,текли ріки. Над пустельним ландшафтом громадяться колосальні вулкани,найбільші у всій Сонячній системі. У тих місцях, де поверхня далатріщини, розгортаються широкі долини. Як і на Місяці, на Марсі єбезліч кратерів. Ці обриси поверхні сформувалися в стародавнічаси, близько 3,8 млрд років тому, коли поверхня лун і планетпіддавалася бомбардуванні метеоритами.
Марс - це наступна за Землею планета, якщо рахувати від Сонця, ієдиний, крім Місяця, космічний світ, якого вже можна досягти придопомогою сучасних ракет. Для космонавтів це подорож довжиною в 4 р.могло би бути наступним кордоном в дослідженні космічногопростору.
Сила тяжіння на Марсі становить дві п'ятих земний. Червона планета маєтонкий шар розрідженої атмосфери, що складається в основному з вуглекислого газуз ледь помітною домішкою кисню і води. Марс проходить по своїй орбітінавколо Сонця за два наших року. Пори року на Марсі дуже схожі наземні. У зимові періоди астрономи спостерігають крижані шапки, що утворюються впівнічному та південному півкулях. А влітку пилові бурі піднімають найсильнішіпилові бурі по всій планеті.
Почасти Марс схожий на Землю, але на ньому значно холодніше. Можливістьжиття на Марсі давно вже полонила уяву людей. У 1897 р. англійськийписьменник Г. Дж. Уеллс написав роман «Війна світів», де висловлювалосяприпущення про існування марсіан і про можливість захоплення ними Землі.
Уеллс написав свою книгу під враженням створених кількома астрономамисхематичних карт Марса, на яких чітко простежувалися прямі лінії,перетинають всю планету. У 1980-х під Флагстафе, Аризона (США), Персіваль
Лоуелл створив цілу серію малюнків Марса, на яких було видночисленні тонкі прямі лінії. У той час висловлювалося припущення,що ці лінії є каналами, які використовуються для транспортуванняводи з полярних областей у посушливі пустелі!
Деякі з найбільш простих рослинних і тварин організмів Землімогли б витримувати коливання температури на Марсі. Влітку опівдні наекваторі температура поверхні може підніматися трохи вище точкизамерзання води. Однак більшу частину часу температура поверхнізначно нижче нуля, і тим не менше клімат там не набагато більш суворий,ніж на Алясці або в Антарктиді. У тонкому шарі атмосфери Марса міститьсябагато вуглекислого газу, трохи азоту та зовсім незначна кількістькисню і води. Подібність складу атмосфер Марса і Землі дало деякимвченим підстави вважати, що на Марсі можуть існувати примітивніформи життя.
Науково-фантастичні описи Марса як планети, населенувисокорозвиненими організмами, в 1960-х рр.. втратили всяку правдоподібність.
Американський космічний зонд «Маринер-4» зробив перші чіткі знімкиповерхні крупним планом. На них ми бачимо мертвий світ, поцяткованийкратерами. У 1975 р. вчені США запустили два космічних корабля «Вікінг».
Кожен з них ніс і орбітальний, і посадковий комплекси, якісфотографували Марс у всіх деталях. Майже все, що ми тепер знаємо про
Марсі, отримано під час цих досліджень, що тривали більше чотирьохроків. Камери посадочних комплексів «Вікінгів» не виявили ніякихознак рослин або тварин, а в ході хімічних експериментів невдалося знайти тих видів молекул, які мають відношення до життя. Однак,хоча в даний час Марс вважається майже напевно неживим світом,без подальших досліджень ми не можемо з упевненістю стверджувати, що тамі раніше ніколи не існувало примітивних форм життя.
На Північному та південних полюсах Марса лежать крижані шапки. Взимку планетастає настільки холодної (-100 (С), що вуглекислий газ, що знаходиться вйого атмосфері, замерзає до твердого стану, утворюючи, так званийсухий лід. Деяка кількість звичайного водяного льоду там теж, можливо,є. Протягом марсіанського року, крижані шапки на полюсах то зростають,то зменшуються. При замерзанні і відтаванні грунту виникли кільцевіосвіти, схожі на дюни. Розріджена атмосфера Марса міститькристали водяного льоду, і «Вояджер» помітив у ній рідкі хмари. Однакнавіть якщо б вся атмосферна вода випала на планету у вигляді дощу, вонапокрила б її поверхню шаром всього в 0,01 мм товщиною. Хмари над Землеюмістять воду, яка могла б утворити шар товщиною в кількасантиметрів.
Сьогодні на Марсі немає ні рік, ні морів, але в минулому, ймовірно, їх булодуже багато. На знімках, зроблених «Вікінг», добре видно старі русла.
Серед широких річок, нині сухих, є острови. Глибокі ущелини долини
Маринер і тонкі контури сухих долин були колись прорізані поточноїводою. Вчені вважають, що поверхневі води зберігаються у вигляді похованихв грунті крижаних глиб, особливо в полярних областях. Кліматичні умови,подібні до тих, які на Землі є в зоні тундри, на Марсі, ймовірно,широко поширені.
Марс зазнав значні кліматичні зміни. Атмосфера Марсабагата вуглекислим газом, який мав утримувати тепло, що йде від
Сонця. Потужні виверження вулканів теж могли вносити свою лепту вглобальне розігрівання Марса. Численні свідчення говорять про те,що в далекому минулому Марс був більш теплою і вологою планетою, на якій,можливо, були умови для виникнення життя. Проте сьогодні на Марсітемпература всюди нижче точкі замерзання води.
Людство завжди хвилювало питання про те, чи є життя на Марсі. Ітому кульмінаційним кроком у вивченні Марса був проект «Вікінг»,готувався більш 10 років.
За словами керівників проекту, завданням номер один був пошук життя.
Взагалі кажучи, інформація, яка була зібрана про Марс ще до «Вікінгів»,не суперечила можливості існування тут найпростіших форм життя.
Однак уточнення природних умов планети, яке входило до складуекспедиції, мало величезне значення не тільки для вирішення поставленої
«Надзавдання».
«Вікінги» виконали безліч експериментів, серед яких одним ізголовних було фотографування марсіанської поверхні. Знімки, зроблені зорбітальних апаратів і безпосередньо з посадкового модуля, містятьдуже цінну інформацію. Наприклад, перед вибором місця посадки «Вікінгів»були ретельно досліджені ділянки планети площею близько 4,5 мільйонаквадратних кілометрів. Це дозволило отримати нові відомості про поверхню
Марса.
За допомогою мас-спектрометричного аналізу вдалося визначити хімічнийі ізотопний склад атмосфери Марса. Головний її компонент - вуглекислий газ.
Аргона близько 1,5 відсотка, азоту близько 2 відсотків, виявлені слідикисню, озону та окису вуглецю.
Експерименти «Вікінгів» з пошуку життя на Марсі діляться на дві групи.
Перша - аналіз проб грунту на присутність в ньому органічних молекул.
Ці досліди проводили за допомогою бортового хроматомасс-спектрометра вельмивисокої чутливості: багато сполук виявляються цим приладом навіть утому випадку, якщо присутні в пробі в кількості, менше, ніж одна частинана мільярд.
Він являє собою хроматографічних розділову колонку,поєднану з входом в іонний джерело мініатюрного мас-спектрометра.
Початковий ділянка колонки пов'язаний з пічкою, в якій спалюються пробимарсіанського грунту. При спалюванні складних органічних сполук зазвичайутворюються летючі речовини - нітрили, альдегіди, бензол та іншідосить прості продукти. Потрапляючи всі разом в хроматографічекуюколонку, вони поділяються за часом виходу з цієї колонки, і тому мас -спектрометр аналізує не складну суміш речовин, а індивідуальні простіз'єднання, спектри яких добре відомі.
Керівники програми «Вікінг» виходили з природного припущення,що, якщо життя на поверхні Марса існує, їй повинні допомагатидосить складні органічні сполуки. Дійсно, на Землі мизавжди зустрічаємо продукти деградації і метаболізму мікрофлори, і томуорганічні залишки на поверхні нашої планети зустрічаються практичноповсюдно. Але дуже чутливий прилад на «Вікінг» виявив угрунті ніяких органічних молекул. Була зафіксована лише вода в зовсіммалих дозах, 0,1-1 відсоток.
Здавалося, питання вирішене: Марс - біологічно мертва планета. Але тут на
Землю почала надходити інформація, що отримується в результаті іншихекспериментів, чисто біологічних. Цих експериментів було три.
Перший полягав у вивченні фотосинтетичного засвоєння передбачуваноїмарсіанської мікрофлорою мічених молекул вуглекислоти та окису вуглецю (14СО2і 14СО). Проби грунту помістили у невелику камеру. У камері змонтувалимініатюрний освітлювач, що імітує сонячне світло, а всередину замістьмарсіанського повітря вводили 14СО2 і 14СО. Автори цього експериментуприпускали, що, якщо в пробі грунту містяться мікроорганізми, піддією сонячного світла вони можуть засвоювати 14СО2 і 14СО, включаючи вмолекули клітинної речовини радіоуглерод з газової фази.
Після перебування на світлі зразки грунту нагрівали. Спочатку принагріванні і продування інертним газом забирали всі вихідні ісорбінірованние гази. Потім температура підвищувалася до 600 градусів Цельсія,і відбувалося піролітичної розкладання гіпотетичних марсіанськихмікроорганізмів, при якому мала б виділятися засвоєна нимивуглекислота з радіоуглеродом. Для фіксації цього міченого радіоуглеродаслужив лічильник радіоактивності, який і зареєстрував вихідний сигнал.
Контрольний зразок, що пройшов попередню обробку дав негативнурезультат.
У другому експерименті вивчали добре відомий для земних умов факт
«Дихання грунту». Якщо взяти зразок грунту та зволожити його, процесижиттєдіяльності організмів в цьому зразку як би посилюються, активнішевиділяються гази: азот, вуглекислота, кисень. Проби «Вікінгів»зареєстрували виділення з зволоженою проби кисню і вуглекислоти.
У третьому досвіді до пробі грунту додавалася живильна рідка середу,що містить радіоактивні мічені з'єднання - амінокислоти, лактат іінші. Цей метод широко використовують мікробіологи для вивчення обмінуречовин в земної мікрофлори. Мікроорганізми, засвоюючи ці сполуки,окислюють їх до вуглекислоти, яка радіоактивна, бо містить 14С. На
«Вікінг» лічильники радіоактивності зареєстрували зростання числа імпульсів,що може свідчити про присутність в пробі мікрофлори.
Ті ж самі процедури, про які було сказано вище, дублювалися назразках, попередньо нагрітих до 170 градусів Цельсія. Якщо в цихпробах і було життя, побудована по земній зразком, вона загинула б принагріванні. Отже, всі процеси обміну і засвоєння не повинні буливідбуватися, і відповідно не можна в цьому випадку було очікувати сигналів віддатчиків у всіх трьох біологічних експериментах.
Цікаво те, що сигнали від датчиків в дослідах з попередньопростерилізованих при температурі 170 (С зразком були відсутні.
Отже, на обличчя було протиріччя. Хоча криві, що фіксують виділення
14СО2, і не схожі на ті, що утворюються на Землі, але зростання кількостіміченої вуглекислоти очевидний, і вся серія біологічних експериментів якніби не узгоджується з хроматомасс-спектрометричним аналізом.
Спробуємо розібратися в цьому протиріччі. Тут відкриваються, по крайнеймірою, дві можливості. Перша полягає в тому, що слід прийняти висновок:життя на Марсі немає (принаймні, у місцях посадки «Вікінгів»).
У цьому випадку результати біологічних експериментів можуть бути поясненінаступним чином: мічені з'єднання були окислені до 14СО2 чистонеорганічним шляхом. У разі відсутності на Марсі захисного озонового шару, йогоповерхню, грунт піддаються сильному ультрафіолетовому опромінення,здатному змінити властивості мінералів і зробити їх каталізаторами,прискорюють хімічні реакції. Подібні досліди проводилися в земнихлабораторіях і результати були схожими з марсіанськими.
Друга можливість - зробити висновок, що життя на Марсі є.
Але як тоді поставитися до результатів хроматомасс-спектрометрії?
Пояснення може бути знайдено і тут.
Якщо концентрація клітин у марсіанському грунті низька, наприклад як у нас в
Антарктиді, то тоді хроматомасс-спектрометри «Вікінгів» могли «невідчути »цих клітин. А біологічні тести? Вони націлені на вивченнярезультатів тривалого процесу, коли навіть одна клітина може помітнозмінити склад живильного середовища. Але ж результатірующая крива виходитьна плато, що означає припинення життєдіяльності.
Змоделювати це можна наступним чином: марсіанські мікроорганізмизнаходилися в анабіозі. Після того як вони «прокинулися» в посадковому модулі
«Вікінг» в умовах земної живильного середовища, вони почали поглинатинезнайому їжу. Почалося виділення 14СО2 в газову фазу. Але їжавиявилася неприйнятною для інопланетної мікрофлори. Відбулося отруєння, імарсіанські мікроорганізми загинули. Зростання міченої вуглекислоти припинився.
Як ми бачимо, інтерпретація результатів може бути взаємовиключне.
Останнім часом Національна рада досліджень США, ретельнопроаналізувавши результати «Вікінгів», прийшов до висновку, що немає ніякихдоказів життя на Марсі. «Ми вважаємо пошук позаземного життя в Сонячнійсистемі закінченим », - пишеться в ув'язненні ради.

Юпітер.
Юпітер - не тверда планета. На відміну від чотирьох твердих планет, ближчеінших розташованих до Сонця, Юпітер являє собою величезний газовийкулю. Є і ще три газових гіганта, які ще більш віддалені від Сонця:
Сатурн, Уран і Нептун. За своїм хімічним складом ці газові планетидуже схожі на Сонце і сильно відрізняються від твердих внутрішніх планет
Сонячної системи. Атмосфера Юпітера, наприклад, на 85 відсотків складається зводню і приблизно на 14 відсотків - з гелію. Хоча крізь хмари Юпітерами не можемо бачити ніякої твердої, кам'янистій поверхні, але глибокоусередині планети водень знаходиться під таким тиском, що набуваєдеякі риси металу.
Юпітер обертається навколо своєї осі виключно швидко - він робить одиноборот за 10 годин. Швидкість обертання настільки висока, що планетавипинається уздовж екватора. Таке швидке обертання є, крім того,причиною дуже сильних вітрів у верхніх шарах атмосфери, де хмаривитягуються довгими барвистими стрічками.
Більша частина атмосфери Юпітера виявилася б згубною для людей. Удодаток до переважаючим газів - водню та гелію - там міститься такожметан, отруйний аміак, водяні пари і ацетилен. Таке місце здалося бсмердючим. Цей газовий склад схожий на сонячний.
В білих хмарах містяться кристали замерзлого аміаку і водяного льоду.
Коричневі, червоні і сині хмари, можливо, зобов'язані своїм кольоромхімічних речовин, подібних нашим фарбників, або срібла. Через зовнішнішари атмосфери бувають видно грозові блискавки.
Активний хмарний шар досить тонкий, він становить менше однієї сотоїрадіуса планети. Нижче хмар температура поступово підвищується. І хоча наповерхні хмарного шару вона дорівнює - 160 (С, опустившись крізь атмосферувсього на 60 км, ми виявили б таку ж температуру, як і на поверхні
Землі. А ще трохи глибше температура вже сягає точки кипіння води.
В глибині Юпітера матерія починає вести себе досить незвичайним чином.
Хоча не можна виключити, що в центрі планети є невелике залізнеядро, але все ж таки найбільша частина глибинної області складається з водню.
Усередині планети водень під величезним тиском з газу перетворюється нарідина. На все більш і більш глибоких рівнях тиск продовжуєпідвищуватися через колосальної ваги верхніх шарів атмосфери.
На глибині близько 100 км розташований безмежний океан рідкого водню.
Нижче 17 000 км водень виявляється стиснутий настільки сильно, що його атомируйнуються. І тоді він починає вести себе як метал, в цьому стані вінлегко проводить електрику. Електричний струм, що протікає вметалевому водні, створює сильне магнітне поле. Юпітер виділяєбільше енергії, ніж отримує її від Сонця. Вимірювання, проведенікосмічними кораблями, показали, що Юпітер випромінює приблизно на 60відсотків більше теплової енергії, ніж отримує від сонячного випромінювання.
Вважається, що додаткове тепло надходить з трьох джерел: ззапасів тепла, що залишилися ще з часів утворення Юпітера, з енергії,що вивільняється в процесі повільного стиснення, скорочення планети, і,нарешті, з енергії радіоактивного розпаду. Це тепло, однак, не виникаєв результаті перетворення водню в гелій, як буває в зірках. УНасправді, навіть найменші зірки приблизно в 80 разів масивніше
Юпітера. Це означає, що в інших «сонячних системах» можуть існуватипланети і крупніше нашого Юпітера, хоча і менше, ніж зірка.
Сімейство 16 лун Юпітера являє собою як би Сонячну систему вмініатюрі, де Юпітер виконує роль Сонця, а його місяця - роль планет.
Найбільша місяць - Ганімед, її діаметр дорівнює 5262 км. Вона покрита товстоюкіркою льоду, що лежить поверх кам'янистого ядра. Є численні слідиметеоритних бомбардувань, а також свідоцтва зіткнення з гігантськимастероїдом 4 мільярди років тому.
Каллісто за величиною майже не поступається Ганімед, і вся її поверхнягусто засіяна кратерами. Це самий темний за кольором з усіх супутників
Юпітера.
У Європи найсвітліша поверхню. На одну п'яту Європа складається з води,яка утворює на ній крижаний панцир товщиною в 100 км. Це крижанепокриття так само сильно відбиває світло, як хмари Венери.
З усіх лун найбільш мальовнича Іо, яка обертається в найбільшійблизькості до Юпітера. Колір Іо абсолютно незвичайний - це суміш чорного,червоного і жовтого. Така дивовижна забарвлення пояснюється тим, що з надр
Іо було викинути велика кількість сірки. Знімальні камери «Вояджера»показали на Іо кілька діючих вулканів. Вони викидають фонтани сіркина 200 км вгору над поверхнею. Сірчана лава вилітає назовні зі швидкістю
1000 метрів на секунду. Деяка кількість цього лавового речовинивиривається з поля тяжіння Іо і утворює кільце, оперізуючий Юпітер.
Поверхня Іо молода. Ми можемо судити про це з того, що на ній майженемає метеоритних кратерів. Орбіта Іо проходить менш ніж у 400 000 км від
Юпітера. Тому Іо піддається возмущаещему дії величезних приливнихсил. Постійне чергування що розтягують і стискають припливів всередині Іопороджує інтенсивне внутрішнє тертя. Завдяки цьому внутрішні областізалишаються гарячими і розплавленими, незважаючи на величезну видалення Іо від
Сонця.

Сатурн

Орбіта Сатурна розташована майже в десять разів далі від Сонця, ніжорбіта Землі. Це означає, що Сатурн отримує всього одну соту кількостітого тепла і світла, що дістається Землі. Отже, це холодний світ,його хмарна система, його вітри дуже схожі на аналогічні явища на
Юпітері. Подорож Сатурна по орбіті навколо Сонця займає 29,5 років.
Оборот навколо власної осі він здійснює за 10 годин. Через такийшвидкого обертання куля Сатурна як би сплюснута біля полюсів і роздутий уздовжекватора.

Сатурн в 95 разів масивніше Землі, він є другим за величиною планетоюсонячної системи. Подібно до Юпітера, Сатурн майже цілком складається зводню й гелію і має в своїй атмосфері зони хмар аміаку. Швидкістьвітру на Сатурні досягає 1800 км/год на екваторі, що вчетверо більшесамих сильних вітрів Юпітера і в 20 разів перевершує силу вітру найсильнішогошторму на Землі. У порівнянні з Юпітером, риси поверхні Сатурнавиражені дуже слабко. Іноді можна побачити білі плями, але і вони вкрайрідкісні.

Титан

Найбільший супутник Сатурна, Титан, за своїми розмірами перевершуєпланету Меркурій. Астрономи вважають, що ця місяць складається з рівнихкількостей каменя і крижаного льоду. Але самим чудовим видається тойфакт, що в Титана є товстий шар атмосфери, що складається головним чиномз азоту з деякою домішкою метану (на Землі він зустрічається у виглядіприродного газу). Ніяка інша місяць по всій Сонячній системі не маєатмосфери. Атмосферний тиск на Титані не набагато більше, ніж на Землі,зате температура - всього -180 (С. при такій температурі метан існує яку вигляді газу, так і у вигляді рідини, а так само - як тверда речовина - взалежно від місцевих умов. Так що Титан в деякому сенсі схожий на
Землю: там може бути дощ, і сніг, і океани, і річки! Різниця лише в тому,що все це складається не з води, а з метану.

Уран і Нептун

Уран складається в основному з водню й гелію, але одну сьому йогоатмосфери складає метан. Завдяки метану Уран виглядає синюватим.
Космічний зонд «Вояджер-2» виявив у верхній атмосфері Урана всьогокілька смужок хмар. Температура цієї планети дорівнює приблизно -220 (С.в центрі урану знаходиться велика ядро, що складається з каменю і заліза.
Власна вісь обертання Урана нахилена більше, ніж на прямий кут,звідки випливає, що його північний полюс знаходиться нижче площини орбіти. Цеунікальне явище у всій Сонячній системі. Свою орбіту навколо Сонця
Уран обходить за 84 роки. Пори року на цій планеті, як видно,дуже незвичайні. Приблизно протягом 20 років північний полюс більш -менше звернений до Сонця, в той час як південний постійно перебуває в темряві.
Астрономи припускають, що в скоре після утворення Сонячної системи,сталося зіткнення Урана з іншою великою планетою. Не виключено, що вУран результаті виявився перевернутим набік.
Навколо Урана обертається п'ять великих лун і десять маленьких. Самаядивовижна з них - Міранда, близько 500 км у поперечнику. Її поверхнявражає різноманітністю долин, ущелин та крутих скель. Здається, що ця місяцьсплавлено з трьох або чотирьох величезних кам'яних уламків. Можливо, вініявляють собою залишки колишньої місяця, що колись що зіткнулася застероїдом, а тепер знову зуміла зібрати воєдино свої уламки.
«Вояджер-2» пронісся повз Нептуна 24 серпня 1989, після 12-річногоподорожі до цієї планеті, і здобуті ним відомості піднесли намчисленні сюрпризи. Оскільки Нептун в 30 разів далі від Сонця, ніж
Земля, сонячне світло, що досягає його поверхні, надзвичайно слабкий, ітемпература на Нептуні дорівнює -213 (С. Однак тут трохи тепліше, ніж на
Урані, хоча Уран і ближче до Сонця. Це пояснюється тим, що у Нептунає внутрішній теплової джерело енергії, що дає втричібільше тепла, ніж планета отримує від Сонця.
В атмосфері Нептуна мають місце різноманітні погодні явища. «Вояджер-
2 »спостерігав там Велике Темне пляма, подібне, мабуть, Великому
Красному плямі Юпітера. Є там так само тонкі пір'ясті хмари. Деякіз них складаються з замерзлого метану.
У Нептуна є супутник, що перевершує за розміром земну Місяць: це
Тритон. Подібно Землі, Тритон має азотну атмосферу, а складається він на сімдесятий з твердої породи і на три десятих з води. Поблизу південного полюсатритона «Вояджер-2» зробив знімки червоного льоду, а на екваторі вінсфотографував блакитний лід із замерзлого метану.
на Тритоні є величезні скелі, порізані водяним льодом, а так самонезліченну кількість кратерів. Нептун змінює напрямок рухукомет, що потрапляють в сонячну систему ззовні. Можливо, деякі з нихстикалися з тритоном, і в результаті цих зіткнень виникли йогократери. На Тритоні є темні смуги вулканічного походження. Вченівважають, що лід, що складається з замерзлої води, метану й азоту, буввикинуть з глибин Тритона через вулкани.

Плутон і Харон

Нептун був відкритий завдяки тому, що астрономи скрупульозно шукалипричину невеликих відхилень у орбіті Урану. Спостерігаючи на початку ХХ ст. орбіту
Нептуна, вчені прийшли до висновку, що, можливо, існує ще одна, щебільше вилучена планета. Більше 20 років пошуки не приносили результату.
Пізніше, в 1930 р., молодий астроном з обсерваторії Лоуелла в Арізоні,
Клайд Томбо, повідомив про відкриття в результаті ретельних досліджень дужеслабо видимою планети. Діаметр Плутона становить 2324 км. Орбіта Плутонасильно витягнута. Найбільш близька до Сонця точка орбіти Плутона знаходитьсяна відстані 4425 мільйонів кілометрів, а найбільш віддалена - навідстані 7375 мільйонів кілометрів. Найбільш виразні знімки, які показалимісяць Харон, яка обертається навколо Плутона, були зроблені космічнимтелескопом «Хаббл». Плутон відокремлює від Харона менше 20000 км, і вони схожішвидше на пару планет-близнюків. За підрахунками астрономів маса Плутонастановить 0,0022 від маси Землі.
Плутон - холодна планета. Взимку температура його поверхні дорівнює
-230 (С. При найбільшому наближенні Плутона до Сонця, коли він тим не меншев 30 разів далі від Сонця, ніж Земля, температура на Плутоні піднімається до
-200 (С. Сонце з Плутона виглядає просто як досить яскрава зірка - але все жтаки д