Лекция конспектісі 5В012800-«Астрономия» мамандығы үшін
ЛЕКЦИЯ № 10 Тақырып: Күн жүйесіне шолу
жүктеу/скачать 1,1 Mb.
|
Астрономия лекция 15
| ЛЕКЦИЯ № 10
Тақырып: Күн жүйесіне шолу. Жоспар:
Жер тобы ғаламшарларының жалпы сипаттамасы Атмосфералар.. Ғаламшарлар беттері Алып ғаламшарлар Күн жүйесіне шолу Өздерінің физикалық сипаттарына қарай ғаламшарлар — Жер тобы ғаламшарлары және алып ғаламшарлар деп екі топқа бөлінеді. Біз екі топтағы ғаламшарлардың да негізгі ерекшеліктеріне шолу береміз, оның негізінде сендер әрбір ғаламшарларға сипаттама бере алатын боласыңдар. 1. Жер тобы ғаламшарларының жалпы сипаттамасы. Жер тобына жататын ғаламшарлар — Меркурай (36-сурет), Шолпан (37-сурет), Жер (38-сурет), Марс (39-сурет) — олардың көлемдері мен массалары үлкен емес (VI қосымшаны қар.), бұл ғаламшарлардың орташа тығыздықтары судың тығыздығынан бірнеше есе асып түседі; олар өз осьтерінен баяу айналады; олардың серіктері де аз (Меркурий мен Шолпанда мүлдем жоқ, Марста — екі кішкентай, ал Жерде — біреу). Жер тобы ғаламшарларының ұқсастықтарымен қатар шамалы айырмашылықтары да бар. Мысалы, өзге ғаламшарлармен салыстырғанда Шолпан өзінің осінен Күнді айнала қозғалатын өз бағытына қарама-қарсы бағытта, әрі ол Жерден 243 есе баяу айналады (Шолпандағы жыл мен тәулік ұзақтығын салыстырыңдар). Меркурийдің Күнді айнала қозғалу периодын (яғни бұл ғаламшардың жылы) оның өз осінен айналу периодынан (жұлдыздарға қатысты алғанда) 1/3-ге ғана ұзақ. Жер мен Марс осьтерінің олардың орбиталары жазықтығына ауытқу бұрыштары шамамен бірдей, ал Меркурий мен Шолпан тіптен басқаша. Ал бұл жыл мезгілдерінің алмасуы сипатын анықтайтын себептердің бірі екенін сендер білесіңдер. Олай болса Жердегі сияқты жыл мезгілдері Марста да бар (әрине, ондағы әрбір жыл мезгілі Жердегіге қарағанда екі еседей ұзағырақ). Бірқатар физикалық сипаттарына қарағанда Күн жүйесіндегі 9 ғаламшардың ішіндегі ең кішісі — алыстағы Плутон да Жер тобы ғаламшарларына жатуы ғажап емес. Плутонның орташа диаметрі — 2260 км. Плутонның серігі — Харонның диаметрі одан екі есе кіші. Сондықтан да Плутон — Харон жүйесі де Жер — Ай жүйесі сияқты „қос ғаламшар" болып табылады. 36-сурет. Меркурий (жақын қашықтықтан түсірілген сурет). 37-сурет. Шолпан (АҒБ-тен жіберілген суреттердің бірі). 2. Атмосфералар. Жер тобының атмосфераларын зерттеу барысында олардың бір-біріне ұқсастықтары мен айырмашылықтары айқындалады. Ай сияқты Меркурийдің де атмосферасы жоқ, Шолпан мен Марста атмосфера бар. Шолпан мен Марстың атмосфералары жөніндегі соңғы мәліметтер бурынғы Кеңес Одағының „Венера", „Марс" және американдық „Пионер-Венера", „Маринер", „Викинг" автоматты ғаламшараралық бекеттерді ұшырулар нәтижесінде алынды. Шолпан мен Марс атмосфераларын Жер атмосферасымен салыстыра отырып (VII қосымшаны қар.), біз азотты-оттегілі Жер атмосферасына қарағанда Шолпан мен Марс атмосфераларының негізінен көмір қышқыл газынан тұратынын көреміз. Шолпан бетіндегі қысым Жер бетіндегі қысымнан 90 еседен де артық, ал Марс бетіндегі қысым Жер бетіндегіден 150 еседей аз. Шолпан бетіндегі температура өте жоғары (500 С шамасын-да) және ол бірқалыпты сақталады. Бұл неге байланысты? Бір қарағанда, мұның себебі Шолпанның Жерге қарағанда Күнге жақын орналасқанынан болуы мүмкін. Бірақ бақылаулар көрсеткендей, Шолпанның Күн сәулесі мен жылуын шағылыстырғыш қабілеті Жерге қарағанда жоғары, сондықтан да Күн бұл екі ғаламшарды шамамен бірдей жылытады. Шолпан бетіндегі жоғары температура бу эффектісімен түсіндіріледі. Оның мәнісі мынада: Шолпанның атмосферасы оның бетін қыздыратын Күн сәулесін өткізеді. Қызған Шолпан беті инфрақызыл сәуле шығару көзіне айналады, ол ғаламшардан ұшып кете алмайды, өйткені оны Шолпан атмосферасы құрамындағы көмір қышқыл газы мен су буы, сондай-ақ ғаламшардың бұлтты жамылғысы ұстап өткізбейді. 38-сурет. Жер. 39-сурет. Марс (Жерден түсірілген суреттердің бірі). Осының нәтижесінде инфрақызыл сәуле шығаруды еркін өткізетін ғаламшарда болуға тиісті жоғары температурада тепе-теңдік қалыптасады. Біз судың майда тамшылары немесе мұз кристалдарынан тұратын Жер бұлтына үйренгенбіз. Шолпан бұлтының құрамы басқаша: онда күкірт тамшыларымен қоса тұз қышқылы болуы мүмкін. Бұлт қабаты Күн сәулесін қатты әлсіретеді, бірақ „Венера-11" және "Венера-12" автоматты ғаламшараралық бекеттері арқылы жасалған өлшеулердің көрсетуіне қарасақ, Шолпан бетіндегі жарық Жердегі бұлтты күндердің жарығындай екен. 1982 жылы „Венера-13" және "Венера-14" автоматты ғаламшараралық бекеттері жүргізген зерттеулер Шолпан аспаны мен оның ландшафы қызғылт-сары түсті екенін көрсетті. Бұл ғаламшар атмосферасындағы жарықтың таралу ерекшелігінен деп түсіндіріледі. Жер тобындағы ғаламшарлардың атмосфераларындағы газ үнемі қозғалыста болады. Бірнеше айға созылатын шаңды дауыл кезінде тұмандай қаптаған шаң Марс атмосферасына көтеріледі. Шолпан атмосферасының бұлт қабаты орналасқан биіктігінде (ғаламшар бетінен 50-ден 70 км-ге дейін) дауылды жел болып тұратыны байқалған, бірақ осы ғаламшар бетіне таяу биіктіктегі желдің соғу жылдамдығы секундына бірнеше метрден аспайды. Осылайша, кейбір ұқсастықтарына қарамастан, тұтасымен алғанда Жерге жақын ғаламшарлар атмосфералары Жер атмосферасынан күрт өзгеше. Бұл алдын ала болжап айтуға болмайтын жаңалықтың мысалы. Физикалық сипаттары жағынан ұқсас (мысалы, Жер мен Шолпанды кейде „егіз ғаламшарлар" деп те атайды) және Күннен бірдей қашықтықта орналасқан ғаламшарлардың атмосфералары өте ұқсас болуы керек деген саналы болжам алдын ала бекер айтылмаған. Шынында да байқалған айырмашылық себептері де Жер тобындағы әрбір ғаламшардың атмосфералық эволюциясы ерекшеліктерімен байланысты. Жер тобына жататын ғаламшарларды зерттеу Жер атмосферасының пайда болу тарихы мен қасиеттерін жақсы түсінуге мүмкіндік беріп қана қоймайды, сонымен бірге ондағы экологиялық мәселелерді шешуде де мәні болады. Мысалы, ауаны былғаудан түзілетін Жер атмосферасындағы тұман-түтін өзінің құрамы жағынан Шолпан бұлтына өте ұқсас келеді. Марстағы шаңды дауыл сияқты, бұл бұлттар, егер біз Жер бетінде өмір сүруге және оны дамытуға қажетті жағдайды ұзақ уақытқа сақтап қалғымыз келсе, біздің ғаламшарымыздың атмосферасына шаң мен өндірістік қалдықтарды шығаруды шектеу қажеттігін еске салады. Марс атмосферасында бірнеше ай бойына созылатын және ғаламат аумақты бұлт болып жабатын шаң дауылдары ядролық соғыстың салдары қандай экологиялық апатқа апарып соғатынын көзге елестетіп ойландырады. 3. Ғаламшарлар беттері. Жер тобындағы ғаламшарлардың беттері де Жер мен Ай сияқты қатты. Жерден жасалған оптикалық бақылаулар олар жөнінде толық мәлімет алуға мүмкіндік бере алмайды, өйткені Меркурийді тіпті оның элонгациясы кезінің өзінде де жақсылап бақылау қиын, ал Шолпанның беті қалың бұлттан көрінбейді. Марста әрбір 15—17 жылда бір рет қайталанатын ұлы қарсы тұру кезінің өзінде (Жер мен Марстың ара қашықтығы мұндай сәтте 55 млн. км-ге дейін азаяды) ірі телескоппен өлшемі шамамен 300 км бөліктерін бақылауға болады. Дегенмен де, соңғы онжылдықтарда Меркурий мен Марс беттері жөнінде көп білуге, сондай-ақ жақын уақытқа дейін құпия болып келген Шолпан беті туралы да мәліметтер алудың мүмкіндігі туды. Бұл "Венера", „Марс", „Викинг", „Маринер", „Магеллан" автоматты ғаламшараралық бекеттері ғаламшарлардың маңынан ұшып өтуі немесе Шолпан мен Марс бетіне қонуы және Жерден жүргізілген радиолокациялық бақылаулар арқасында жүзеге асты. Қазаншұңқырларға толы Меркурай беті Ай бетін еске түсіреді (40-сурет). Онда Айға қарағанда „теңіздер" аз, оның үстіне олар шағын. Меркурийдегі Аптап Теңізінің диаметрі Айдағы Жаңбырлар Теңізі сияқты 1300 км. Меркурий бетінде тіктеме жарлар ондаған және жүздеген километрге дейін созылып жатыр, шамасы, бұл Меркурийдің бір замандағы тектоникалық белсенділік әсерінен беткі қабатының араласып және жылжуынан пайда болған. Қазаншұңқырлардың көпшілігі де Айдағы сияқты оған метеориттердің құлауы нәтижесінде түзілген. Қазаншұңқырлар аз аймақтарынан оның бетінің жас аудандарын көреміз. Жиектері құлап жарылған ескі 40-сурет. Меркурий бетінің аймақтары. 41-сурет. „Венера-14" автоматты ғаламшараралық бекеті Жерге жіберген Шолпан бетінің панорамасы. қазаншұңқырлардың жақсы сақталған жас қазаншұңқырлардан айырмашылығы анық көрінеді. „Венера" сериясындағы автоматты бекеттердің Шолпанның бетінен жіберген (41-сурет) алғашқы фототелевизиялық панорамаларынан тасты бетбақдала мен көптеген жеке тастар көрінеді. Жерден жүргізілген радиолокациялық бақылаулар арқылы диаметрлері 30-дан 700 км-ге дейін жететін көптеген онша терең емес қазаншұңқырлардың бар екені анықталды. Жердегі Тибеттің өлшемдерінен екі есе үлкен ірі тау массивтері мен ұзаққа созылған төбелерге қарамастан, Шолпан беті Жер тобына жататын өзге ғаламшарлармен салыстырғанда әлдеқайда тегістеу болып табылады. Сөнген жанартау Максвелл ғаламат, оның биіктігі 1 2 км (Джомолунгмадан бір жарым есе артық), табанының көлденеңі 1000 км, қазаншұңқырының бас жағындағы диаметрі 100 км. Гаусс және Герц конус тәрізді жанартаулары да ғаламат, бірақ олар Максвеллден кіші. Жер мұхиттарының түбіндегі созылып жататын жартасты аңғарлар секілді, Шолпанда да жартасты аймақтар бар, олар бұл ғаламшарда да бір заманда (бәлкім, қазір де өтіп жатқан болар) қауырт процестер (мысалы, жанартаулық әрекет) болып өткенін дәлелдейтіндей. 1983—1984 жылдары ғаламшар бетінің картасы мен атласын жасауға мүмкіндік берген „Венера-15" және "Венера-16" бекеттерінен радиолокациялық зерттеулер жүргізілді (бет детальдарының өлшемдері 1—2 км). Шолпан бетін зерттеудегі жаңа қадам американың автоматты ғаламшараралық бекеті „Магелланның" бортына орнатылған неғұрлым жетілдірілген радиолокациялық жүйелерді қолданумен байланысты. Бұл ғарыш аспабы Шолпан төңірегіне 1990 жылдың тамызында жетті, сөйтіп, оның созылыңқы эллипс пішіндес орбитасына шықты. 1990 жылдың қыркүйегінен бастап оның бетін үзіліссіз суретке түсіру жұмысы жүргізіліп келеді. Одан Жерге айқын бейнелер берілуде, олардың кейбіреулерінде өлшемі 120 м детальдар да айқын көрінеді (42—46-суреттерді қар.). 1993 жылдың мамыр айына қарай ғаламшар бетінің 98%-і суретке түсірілді. Тек қана суретке түсіру емес, сонымен бірге өзге де зерттеулер жүргізуді (гравитациялық өрісін, атмосферасын және басқаларын) қамтитын бұл эксперимент 1995 жылы аяқталды. Марс беті де қазаншұңқырларға толы (47-сурет). Ол әсіресе ғаламшардың оңтүстік жарты шарында көп. Ғаламшар бетінің көбірек бөлігін алатын қарайған аймақтар т е ң і з д е р деген 42-сурет. Диаметрі 100-ден 200 мың км-ге дейін жететін Шолпан бетіндегі сақина құрылымдар (1991 жылы „Магелланнан" жіберілген радиолокациялық кескін). 43-сурет. Шолпан ландшафының кейбір детальдарының ұлғайтылған бейнесі (1991 жылы „Магелланнан" жіберілген радиолокациялық кескін). атқа ие болды (Эллада, Аргир және басқалар). Кейбір теңіздердің диаметрлері 2000 км-ден асады. Түсі қызғылт-сары болып келетін Жер континенттерін еске түсіретін, жарық аймақты биіктіктер материктер деп аталған (Фарсида, Элисиум). Шолпандағы сияқты мұнда да жанартаулық конустар бар. Олар-дың ең үлкенінің {Олимптің) биіктігі 25 км-ден асады, қазаншұңқырдың диаметрі 90 км. Осы ғаламат конус тәрізді таудың етек жағының диаметрі 500 км-ден асады. Миллион жыл бұрын Марста қуатты жанартаулар атқылауларының болғанын және беткі қабаттары жылжып, араласқанын лавалық ағынның қалдықтарынан, бетіндегі ғаламат ұзын жыра-сайлардан (олардың бірі — Маринер — 4000 км-ге созылады), көптеген сайлар мен шатқалдардан аңғаруға болады. Шамасы, тап осы түзілімдердің кейбіреулерін (мысалы, қазаншұңқырлар тізбектерін немесе ұзаққа созылған сайларды) Марсты зерттеушілер бұдан 100 жыл бұрын „каналдар" деп ойлады, ұзақ уақыт бойына оларды қазған Марстағы саналы тұрғындар деп түсіндіруге тырысты. Марстың қызғылт түсі де жұмбақ болудан қалды. Оның се 44-сурет. Шолпандағы Альфа аймағының шығыс өлкесінің бөлігі. Күмбезденген төбелер ғаламшардың бетіне шыққан лавалар нәтижесінде түзіл-ген. Осы сияқты төбелер 43-суретте де көрсетілген. 45-сурет. Шолпандағы Батыс Эйстла аймағы. Сол жақта биіктігі 2 км-ге жететін Сиф тауы — жанартау (американың ғаламшараралық „Магеллан" кемесі 1992 жылы жіберген радиолокациялық кескіннің компьютерлік өңдеуі). 46-сурет. Шолпандағы биіктігі 8 км Маат тауы — жанартау (1992 жылы „Магеллан" жіберген радиолокациялық кескіннің компьютерлік өңдеуі). 47-сурет. 90-жылдардың басында Америка ғалымдарының ғаламшарды жақыннан түсіргеннен алынған мәліметтер бойынша жасаған Марстың кескіні, ұзындығы 1000 км-ге жететін шатқал Маринер жақсы байқалады. бебі бұл ғаламшар топырағының құрамында темірге бай саз балшықтың көптігінен деп түсіндіріледі. Марстың серіктері де жақын қашықтықтан бірнеше рет суретке түсірілген (48—49-суреттер) және „Қызыл ғаламшар" бетінің панорамасы да Жерге бірнеше рет берілген (50-сурет). Сендер Жер бетінің 2/3-не жуығын мұхиттар алып жатқанын жақсы білесіңдер. Шолпан мен Меркурий беттерінде су жоқ. Ашық су айдындары Марс бетінде де жоқ. Бірақ, ғалымдардың болжауынша, ондағы полярлық бөріктерді түзетін 48-сурет. Марстың серігі Фобос. 49-сурет. Марстың серігі Деймос. 50-сурет. Американың автоматты „Викинг-1" бекеті Марс бетінде (1978 ж.). немесе мәңгілік мұз қабатын түзетін мұз қабаты түрінде болса да су болуға тиісті. Мүмкін, сендер Марстағы мұз қорының немесе тіпті мұз астында жатқан судың ашылуының куәгері боларсыңдар. Марс бетінде де бір заманда судың болғанын ондағы кеуіп кеткен өзен арнасы іспетті ирелеңдеген арналар дәлелдейді. Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақ-тапсырмалар. 1. Жер тобына жататын қай ғаламшар өзгелерден көлемі, массасы, орташа тығыздығы жағынан үлкен (кіші)? 2. Орташа тығыздығын табу үшін ғаламшардың қандай физикалық сипаттарын білу шарт? 3. Егер Жер ғаламшарының осі оның орбитасы жазықтығына перпендикуляр болса, онда Жерімізде жыл мезгілдері алмасар ма еді? 4. Жер тобына жататын ғаламшарлар атмосфераларының ұқсастықтары мен айырмашылықтары неде? 5. Жер тобына жататын ғаламшарлар беттерінің ұқсастықтары мен айырмашылықтары неде? 6. Джомолунгма, Максвелл мен Олимптін, (өздерің қалаған масштабта) сызбасын сызындар. 7. Айды және Жер тобына жататын ғаламшарларды эволюциялары өтіп біткен аспан денелері деп санауға болмайды деген қағиданы негіздендер. 8. Өз кезінде Жер тобына жататын барлық ғаламшарлар мен Айдың бетінде қазаншұңқырлар пайда болған. Солардың қайсысында осы уақытқа дейін қазаншұңқырлар жақсы (нашар) сақталған? 9. Жер тобына жататын ғаламшарларды зерттеудің қандай ғылыми және тәжірибелік мәні бар? 10. Меркурий, Шолпан және Марс жөніндегі осы заманғы мәліметтердің бәрін талдап, қорытындылай отырып, осы ғаламшарларда тіршіліктің болуы жөнінде қорытынды жасаңдар. 11. Меркурий, Шолпан, Марс жөнінде сендер нені білесіңдер? 12. „Мектеп астрономиялық календарын" пайдалана отырып, Шолпанның кешкі мезгілде бақылауға ыңғайлы кезін анықтаңдар және мектеп телескопы арқылы оның фазаларын көруге тырысыңдар. жүктеу/скачать 1,1 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|