По време на силна слънчева буря Земята губи около 100 тона атмосфера.

Факти за космическото време

1. Слънчевите изригвания понякога могат да нагреят слънчевата повърхност до температури от 80 милиона F, което е по-горещо от ядрото на слънцето!


2. Най-бързото регистрирано изхвърляне на коронална маса е било на 4 август 1972 г. и е пътувало от Слънцето до Земята за 14,6 часа - скорост от около 10 милиона километра в час или 2778 км/сек.


3. На 8 април 1947 г. е регистрирано най-голямото слънчево петно ​​в новата история, чийто максимален размер надвишава 330 пъти площта на Земята.


4. Най-мощното слънчево изригване през последните 500 години се случи на 2 септември 1859 г. и беше открито от двама астрономи, които имаха късмета да погледнат слънцето в точния момент!


5. Между 10 май и 12 май 1999 г. налягането на слънчевия вятър на практика изчезна, което доведе до увеличаване на обема на магнитосферата на Земята над 100 пъти!


6. Типичното изхвърляне на коронална маса може да бъде с размер милиони километри, но масата е еквивалентна на малка планина!


7. Някои слънчеви петна са толкова студени, че могат да се образуват водни пари при температура от 1550 C.


8. Най-мощните полярни сияния могат да генерират повече от 1 трилион вата, което е сравнимо със средно земетресение.


9. На 13 март 1989 г. в Квебек (Канада) в резултат на голяма геомагнитна буря настъпи сериозна повреда в електрозахранването, което доведе до прекъсване на тока за 6 часа. Щетите за канадската икономика възлизат на 6 милиарда долара


10. По време на интензивни слънчеви изригвания астронавтите могат да видят ярки, мигащи ивици светлина от въздействието на високоенергийни частици върху очните ябълки.


11. Най-голямото предизвикателство за астронавтите, пътуващи до Марс, ще бъде справянето със слънчевите бури и радиацията.


12. Прогнозирането на космическото време струва само 5 милиона долара годишно, но спестява повече от 500 милиарда долара годишни приходи от сателитната и електрическата индустрия.


13. По време на последния слънчев цикъл сателитна технология на стойност 2 милиарда долара беше повредена или унищожена.


14. Повторение на събитието в Карингтън, подобно на това през 1859 г., може да струва 30 милиарда долара на ден за електрическата мрежа на САЩ и до 70 милиарда долара за сателитната индустрия.


15. На 4 август 1972 г. слънчево изригване беше толкова силно, че според някои оценки астронавт би получил смъртоносна доза радиация по време на полет.


16. По време на Маундерския минимум (1645-1715), придружен от началото на Малката ледникова епоха, 11-годишният цикъл на слънчевите петна не е открит.


17. За една секунда слънцето превръща 4 милиона тона материя в чиста енергия.


18. Ядрото на Слънцето е плътно почти колкото оловото и има температура от 15 милиона градуса по Целзий.


19. По време на силна слънчева буря Земята губи около 100 тона атмосфера.


20. Редкоземните магнитни играчки могат да имат магнитно поле 5 пъти по-силно от магнитното поле на слънчевите петна.

Една от поразителните характеристики на Слънчевата система е разнообразието от планетарни атмосфери. Земята и Венера са сходни по размер и маса, но повърхността на Венера е гореща с 460°C под океан от въглероден диоксид, който притиска повърхността като километър дълъг слой вода.

Калисто и Титан са големи спътници съответно на Юпитер и Сатурн; те са почти еднакви по размер, но Титан има обширна азотна атмосфера , много по-голям от този на Земята, а Калисто е практически лишен от атмосфера.

Откъде идват такива крайности? Ако знаехме това, бихме могли да обясним защо Земята е пълна с живот, докато други планети в близост до нея изглеждат безжизнени. Като разберем как се развива атмосферата, бихме могли да определим кои планети извън Слънчевата система могат да бъдат обитаеми.

Планетата придобива газово покритие по различни начини. Може да бълва пара от дълбините си, да улавя летливи вещества от комети и астероиди при сблъсък с тях или гравитацията му може да привлича газове от междупланетното пространство. Освен това планетарните учени стигат до извода, че загубата на газ играе толкова важна роля, колкото и нейното придобиване.

Дори земната атмосфера, която изглежда непоклатима, постепенно се влива в открития космос.

Скоростта на изтичане в момента е много малка: около 3 kg водород и 50 g хелий (двата най-леки газа) в секунда; но дори такава струйка може да стане значителна за геоложки период и степента на загуба може някога да е била много по-висока. Както пише Бенджамин Франклин, „Малък теч може да потопи голям кораб.“
Текущи атмосфери на планети от земна група и спътници на планети гигантинапомнящ руините на средновековни замъци - това са останките от някогашния лукс, станали жертва на грабеж и разруха .
Атмосферата на още по-малките тела е като разрушени крепости - беззащитни и лесно уязвими.

Като осъзнаваме важността на атмосферното изтичане, ние променяме нашето разбиране за бъдещето на слънчевата система.
В продължение на десетилетия учените се опитват да разберат защо Марс е толкова тънък.
атмосфера, но сега сме изненадани, че той дори го запази
някаква атмосфера.
Дали разликата между Титан и Калисто се дължи на факта, че Калисто е загубил атмосферата си преди въздухът да се появи на Титан? Някога атмосферата на Титан била ли е по-плътна, отколкото е днес? Как Венера задържа азот и въглероден диоксид, но губи цялата вода?
Изтичането на водород допринесе ли за възникването на живота на Земята? Ще се превърне ли някога нашата планета във втора Венера?

Когато стане горещо

Ако
Когато ракетата достигне втората си скорост на бягство, тя се движи толкова бързо, че е в състояние да преодолее гравитацията на планетата. Същото може да се каже за атомите и молекулите, въпреки че те обикновено постигат скорост на бягство, без да имат конкретна цел.
По време на термично изпарение газовете стават толкова горещи, че не могат да бъдат задържани.
При нетермични процеси атомите и молекулите се изхвърлят в резултат на химични реакции или взаимодействие на заредени частици. И накрая, при сблъсък с астероиди и комети, цели парчета от атмосферата се откъсват.

Най-често срещаният процес от тези три е термичното изпаряване. Всички тела в Слънчевата система се нагряват от слънчева светлина. Те се освобождават от тази топлина по два начина: чрез излъчване на инфрачервено лъчение и чрез изпаряване на веществото. При дългоживеещи обекти, като Земята, доминира първият процес, а например при кометите - вторият процес. Ако балансът между нагряване и охлаждане е нарушен, дори голямо тяло с размерите на Земята може да се нагрее доста бързо и в същото време неговата атмосфера, която обикновено съдържа малка част от масата на планетата, може да се изпари доста бързо.
Нашата слънчева система е пълна с тела, лишени от въздух, очевидно главно поради термично изпарение. Едно тяло става безвъздушно, ако слънчевото нагряване надвиши определен праг, в зависимост от гравитационната сила на тялото.
Термичното изпарение се осъществява по два начина.
Първият се нарича изпарение на Джинс в чест на английския астрофизик Джеймс Джийнс, който описва това явление в началото на 20 век.
В този случай въздухът от горния слой на атмосферата буквално изпарява атом по атом, молекула по молекула. В по-ниските слоеве взаимните сблъсъци задържат частиците заедно, но над ниво, наречено екзобаза (на 500 км над повърхността на Земята), въздухът е толкова рядък, че газовите частици почти никога не се сблъскват. Над екзобазата нищо не може да спре атом или молекула, които имат достатъчна скорост, за да летят в космоса.

Водородът, като най-лекият газ, преодолява гравитацията на планетата по-лесно от останалите. Но първо той трябва да стигне до екзобазата, а на Земята това е дълъг процес.
Молекулите, съдържащи водород, обикновено не се издигат над долните слоеве на атмосферата: водните пари (H2O) кондензират и падат като дъжд, а метанът (CH4) се окислява и се превръща във въглероден диоксид (CO2). Някои водни и метанови молекули достигат стратосферата и се разпадат, освобождавайки водород, който бавно дифундира нагоре, докато достигне екзобазата. Част от водорода излиза, както се вижда от ултравиолетови изображения, показващи ореол от водородни атоми около нашата планета.

Температурата на височината на екзобазата на Земята варира около 1000 K, което съответства на средна скорост на водородните атоми от около 5 km/s.
Това е по-малко от втората скорост на бягство за Земята на тази надморска височина (10,8 km/s); но скоростите на атомите около средната стойност са широко разпределени, така че някои водородни атоми имат шанс да преодолеят гравитацията на планетата. Изтичането на частици от високоскоростната „опашка“ в тяхното разпределение на скоростта обяснява от 10 до 40% от загубата на водород на Земята. Изпарението на Jeans отчасти обяснява липсата на атмосфера на Луната: газовете, излизащи изпод повърхността на Луната, лесно се изпаряват в космоса.

Вторият път на термично изпаряване е по-ефективен. Докато по време на изпаряването на Jeans газът излиза молекула по молекула, нагрятият газ може да излезе изцяло. Горните слоеве на атмосферата могат да абсорбират ултравиолетовото лъчение от Слънцето, да се нагряват и, разширявайки се, да тласкат въздуха нагоре.
Когато въздухът се издига, той се ускорява, преодолява скоростта на звука и достига скорост на бягство. Тази форма на термично изпарение се нарича
хидродинамичен поток или планетарен вятър (по аналогия със слънчевия вятър - поток от заредени частици, изхвърлени от Слънцето в космоса).

Основни положения

много
Газовете, които изграждат атмосферата на Земята и другите планети, бавно се изливат в космоса. Горещите газове, особено леките газове, се изпаряват, химически
реакциите и сблъсъците на частици водят до изхвърляне на атоми и молекули, и
кометите и астероидите понякога откъсват големи парчета от атмосферата.
Изтичането обяснява много от мистериите на Слънчевата система. Например Марс е червен, защото водната му пара се е разделила на водород и кислород; водородът излетя в космоса, а кислородът окисли (покри с ръжда) почвата.
Подобен процес на Венера доведе до появата на плътна атмосфера от
въглероден двуокис. Изненадващо, могъщата атмосфера на Венера е резултат от изтичане на газ.

Дейвид Катлинг и Кевин Занле
Списание "В света на науката"

Земята губи атмосферата си! Застрашени ли сме от кислороден глад?

Изследователите бяха изумени от скорошно откритие: оказа се, че нашата планета губи атмосферата си по-бързо от Венера и Марс поради факта, че има много по-голямо и по-мощно магнитно поле.

Това може да означава, че магнитното поле на Земята не е толкова добър защитен щит, колкото се смяташе досега. Учените бяха уверени, че благодарение на действието на магнитното поле на Земята атмосферата е добре защитена от вредното въздействие на Слънцето. Но се оказа, че магнитосферата на Земята допринася за изтъняването на земната атмосфера поради ускорената загуба на кислород.

Според Кристофър Ръсел, професор по геофизика и специалист по космическа физика в Калифорнийския университет, учените са свикнали да вярват, че човечеството е изключително щастливо със своята земна „пребиваване“: забележителното магнитно поле на Земята, казват те, идеално ни защитава от слънчеви “атаки” - космически лъчи, слънчеви изригвания Слънце и слънчев вятър. Сега се оказва, че магнитното поле на земята е не само защитник, но и враг.

Група специалисти, водени от Ръсел, стигнаха до това заключение, докато работеха заедно на Конференцията по сравнителна планетология.

Статията говори за това коя планета няма атмосфера, защо е необходима атмосфера, как възниква, защо някои са лишени от нея и как може да бъде създадена изкуствено.

Започнете

Животът на нашата планета би бил невъзможен без атмосфера. И въпросът не е само в кислорода, който дишаме, между другото, той съдържа само малко повече от 20%, но и във факта, че създава необходимото налягане за живите същества и предпазва от слънчевата радиация.

Според научната дефиниция атмосферата е газовата обвивка на планетата, която се върти заедно с нея. Казано по-просто, огромно натрупване на газ непрекъснато виси над нас, но ние няма да забележим тежестта му, както и гравитацията на Земята, защото сме родени в такива условия и сме свикнали. Но не всички небесни тела имат късмета да го имат. Така че няма да вземем предвид коя планета, тъй като все пак е спътник.

живак

Атмосферата на планетите от този тип се състои предимно от водород и процесите в нея са много бурни. Помислете само за атмосферния вихър, който се наблюдава повече от триста години - същото червено петно ​​в долната част на планетата.

Сатурн

Както всички газови гиганти, Сатурн е съставен предимно от водород. Ветровете не стихват, наблюдават се светкавици и дори редки полярни сияния.

Уран и Нептун

И двете планети са скрити от дебел слой облаци от водород, метан и хелий. Между другото, Нептун държи рекорда за скоростта на ветровете на повърхността - цели 700 километра в час!

Плутон

Когато си припомняме такова явление като планета без атмосфера, е трудно да не споменем Плутон. Той, разбира се, е далеч от Меркурий: неговата газова обвивка е „само“ 7 хиляди пъти по-малко плътна от земната. Но все пак това е най-далечната и досега малко проучена планета. За него също се знае малко - само че съдържа метан.

Как да създадем атмосфера за живот

Мисълта за колонизиране на други планети преследва учените от самото начало, а още повече за тераформирането (създаване в условия без средства за защита). Всичко това все още е на ниво хипотези, но на Марс например е напълно възможно да се създаде атмосфера. Този процес е сложен и многоетапен, но основната му идея е следната: пръскане на бактерии върху повърхността, което ще произведе още повече въглероден диоксид, плътността на газовата обвивка ще се увеличи и температурата ще се повиши. След това полярните ледници ще започнат да се топят и поради повишеното налягане водата няма да се изпари без следа. И тогава ще дойдат дъждове и почвата ще стане подходяща за растенията.

Така че разбрахме коя планета е практически лишена от атмосфера.

По време на силна слънчева буря Земята губи около 100 тона атмосфера.

Факти за космическото време

1. Слънчевите изригвания понякога могат да нагреят слънчевата повърхност до 80 милиона F, по-горещо от ядрото​​слънчева светлина!
2. Най-бързото регистрирано изхвърляне на коронална маса е било на 4 август 1972 г. и е пътувало от Слънцето до Земята за 14,6 часа - скорост от около 10 милиона километра в час или 2778 км/сек.
3. На 8 април 1947 г. е регистрирано най-голямото слънчево петно ​​в новата история, чийто максимален размер надвишава 330 пъти площта на Земята.
4. Най-мощното слънчево изригване през последните 500 години се случи на 2 септември 1859 г. и беше открито от двама астрономи, които имаха късмета да погледнат слънцето в точния момент!
5. Между 10 май и 12 май 1999 г. налягането на слънчевия вятър на практика изчезна, което доведе до увеличаване на обема на магнитосферата на Земята над 100 пъти!
6. Типичното изхвърляне на коронална маса може да бъде с размер милиони километри, но масата е еквивалентна на малка планина!
7. Някои слънчеви петна са толкова студени, че могат да се образуват водни пари при температура от 1550 C.
8. Най-мощните полярни сияния могат да генерират повече от 1 трилион вата, което е сравнимо със средно земетресение.
9. На 13 март 1989 г. в Квебек (Канада) в резултат на голяма геомагнитна буря настъпи сериозна повреда в електрозахранването, което доведе до прекъсване на тока за 6 часа. Щетите за канадската икономика възлизат на 6 милиарда долара
10. По време на интензивни слънчеви изригвания астронавтите могат да видят ярки, мигащи ивици светлина от въздействието на високоенергийни частици върху очните ябълки.
11. Най-голямото предизвикателство за астронавтите, пътуващи до Марс, ще бъде справянето със слънчевите бури и радиацията.
12. Прогнозирането на космическото време струва само 5 милиона долара годишно, но спестява повече от 500 милиарда долара годишни приходи от сателитната и електрическата индустрия.
13. По време на последния слънчев цикъл сателитна технология на стойност 2 милиарда долара беше повредена или унищожена.
14. Повторение на събитието в Карингтън, подобно на това през 1859 г., може да струва 30 милиарда долара на ден за електрическата мрежа на САЩ и до 70 милиарда долара за сателитната индустрия.
15. На 4 август 1972 г. слънчево изригване беше толкова силно, че според някои оценки астронавт би получил смъртоносна доза радиация по време на полет.
16. По време на Маундерския минимум (1645-1715), придружен от началото на Малката ледникова епоха, 11-годишният цикъл на слънчевите петна не е открит.
17. За една секунда слънцето превръща 4 милиона тона материя в чиста енергия.
18. Ядрото на Слънцето е плътно почти колкото оловото и има температура от 15 милиона градуса по Целзий.
19. По време на силна слънчева буря Земята губи около 100 тона атмосфера.
20. Редкоземните магнитни играчки могат да имат магнитно поле 5 пъти по-силно от магнитното поле на слънчевите петна.

Една от поразителните характеристики на Слънчевата система е разнообразието от планетарни атмосфери. Земята и Венера са сходни по размер и маса, но повърхността на Венера е гореща с 460°C под океан от въглероден диоксид, който притиска повърхността като километър дълъг слой вода. Калисто и Титан са големи спътници съответно на Юпитер и Сатурн; те са почти еднакви по размер, но Титан има обширна азотна атмосфера, много по-голяма от тази на Земята, а Калисто е практически без атмосфера.

Откъде идват такива крайности? Ако знаехме това, бихме могли да обясним защо Земята е пълна с живот, докато други планети в близост до нея изглеждат безжизнени. Като разберем как се развива атмосферата, бихме могли да определим кои планети извън Слънчевата система могат да бъдат обитаеми.

Планетата придобива газово покритие по различни начини. Може да бълва пара от дълбините си, да улавя летливи вещества от комети и астероиди при сблъсък с тях или гравитацията му може да привлича газове от междупланетното пространство. Освен това планетарните учени стигат до извода, че загубата на газ играе толкова важна роля, колкото и нейното придобиване. Дори земната атмосфера, която изглежда непоклатима, постепенно се влива в открития космос. Скоростта на изтичане в момента е много малка: около 3 kg водород и 50 g хелий (двата най-леки газа) в секунда; но дори такава струйка може да стане значителна за геоложки период и степента на загуба може някога да е била много по-висока. Както пише Бенджамин Франклин, „Малък теч може да потопи голям кораб.“ Настоящите атмосфери на земните планети и спътниците на гигантските планети приличат на руините на средновековни замъци - това са останките от бившия лукс, станал жертва на грабеж и разруха. Атмосферата на още по-малките тела е като разрушени крепости - беззащитни и лесно уязвими.

Като осъзнаваме важността на атмосферното изтичане, ние променяме нашето разбиране за бъдещето на слънчевата система. В продължение на десетилетия учените се опитваха да разберат защо Марс има толкова тънка атмосфера, но сега сме изненадани, че изобщо има атмосфера. Дали разликата между Титан и Калисто се дължи на факта, че Калисто е загубил атмосферата си преди въздухът да се появи на Титан? Някога атмосферата на Титан била ли е по-плътна, отколкото е днес? Как Венера задържа азот и въглероден диоксид, но губи цялата вода? Изтичането на водород допринесе ли за възникването на живота на Земята? Ще се превърне ли някога нашата планета във втора Венера?

Когато стане горещо

Ако една ракета е достигнала скорост на бягство, тогава тя се движи толкова бързо, че е в състояние да преодолее гравитацията на планетата. Същото може да се каже за атомите и молекулите, въпреки че те обикновено постигат скорост на бягство, без да имат конкретна цел. По време на термично изпарение газовете стават толкова горещи, че не могат да бъдат задържани. При нетермични процеси атомите и молекулите се изхвърлят в резултат на химични реакции или взаимодействие на заредени частици. И накрая, при сблъсък с астероиди и комети, цели парчета от атмосферата се откъсват.

Най-често срещаният процес от тези три е термичното изпаряване. Всички тела в Слънчевата система се нагряват от слънчева светлина. Те се освобождават от тази топлина по два начина: чрез излъчване на инфрачервено лъчение и чрез изпаряване на веществото. При дългоживеещи обекти, като Земята, доминира първият процес, а например при кометите - вторият процес. Ако балансът между нагряване и охлаждане е нарушен, дори голямо тяло с размерите на Земята може да се нагрее доста бързо и в същото време неговата атмосфера, която обикновено съдържа малка част от масата на планетата, може да се изпари доста бързо. Нашата слънчева система е пълна с тела, лишени от въздух, очевидно главно поради термично изпарение. Едно тяло става безвъздушно, ако слънчевото нагряване надвиши определен праг, в зависимост от гравитационната сила на тялото.
Термичното изпарение се осъществява по два начина. Първият се нарича изпарение на Джинс в чест на английския астрофизик Джеймс Джийнс, който описва това явление в началото на 20 век. В този случай въздухът от горния слой на атмосферата буквално изпарява атом по атом, молекула по молекула. В по-ниските слоеве взаимните сблъсъци задържат частиците заедно, но над ниво, наречено екзобаза (на 500 км над повърхността на Земята), въздухът е толкова рядък, че газовите частици почти никога не се сблъскват. Над екзобазата нищо не може да спре атом или молекула, които имат достатъчна скорост, за да летят в космоса.

Водородът, като най-лекият газ, преодолява гравитацията на планетата по-лесно от останалите. Но първо той трябва да стигне до екзобазата, а на Земята това е дълъг процес. Молекулите, съдържащи водород, обикновено не се издигат над долните слоеве на атмосферата: водните пари (H2O) кондензират и падат като дъжд, а метанът (CH4) се окислява и се превръща във въглероден диоксид (CO2). Някои водни и метанови молекули достигат стратосферата и се разпадат, освобождавайки водород, който бавно дифундира нагоре, докато достигне екзобазата. Част от водорода излиза, както се вижда от ултравиолетови изображения, показващи ореол от водородни атоми около нашата планета.

Температурата на височината на екзобазата на Земята варира около 1000 K, което съответства на средна скорост на водородните атоми от около 5 km/s. Това е по-малко от втората скорост на бягство за Земята на тази надморска височина (10,8 km/s); но скоростите на атомите около средната стойност са широко разпределени, така че някои водородни атоми имат шанс да преодолеят гравитацията на планетата. Изтичането на частици от високоскоростната „опашка“ в тяхното разпределение на скоростта обяснява от 10 до 40% от загубата на водород на Земята. Изпарението на Jeans отчасти обяснява липсата на атмосфера на Луната: газовете, излизащи изпод повърхността на Луната, лесно се изпаряват в космоса.

Вторият път на термично изпаряване е по-ефективен. Докато по време на изпаряването на Jeans газът излиза молекула по молекула, нагрятият газ може да излезе изцяло. Горните слоеве на атмосферата могат да абсорбират ултравиолетовото лъчение от Слънцето, да се нагряват и, разширявайки се, да тласкат въздуха нагоре. Когато въздухът се издига, той се ускорява, преодолява скоростта на звука и достига скорост на бягство. Тази форма на термично изпарение се нарича хидродинамичен поток или планетарен вятър (по аналогия със слънчевия вятър - поток от заредени частици, изхвърлени от Слънцето в космоса).

Основни положения

Много от газовете, които изграждат атмосферата на Земята и други планети, бавно изтичат в космоса. Горещите газове, особено леките газове, се изпаряват, химичните реакции и сблъсъците на частици изхвърлят атоми и молекули, а кометите и астероидите понякога откъсват големи парчета от атмосферата.
Изтичането обяснява много от мистериите на Слънчевата система. Например Марс е червен, защото водната му пара се е разделила на водород и кислород; водородът излетя в космоса, а кислородът окисли (покри с ръжда) почвата. Подобен процес на Венера доведе до появата на плътна атмосфера от въглероден диоксид. Изненадващо, могъщата атмосфера на Венера е резултат от изтичане на газ.

Земята губи атмосферата си! Застрашени ли сме от кислороден глад?

Изследователите бяха изумени от скорошно откритие: оказа се, че нашата планета губи атмосферата си по-бързо от Венера и Марс поради факта, че има много по-голямо и по-мощно магнитно поле.

Това може да означава, че магнитното поле на Земята не е толкова добър защитен щит, колкото се смяташе досега. Учените бяха уверени, че благодарение на действието на магнитното поле на Земята атмосферата е добре защитена от вредното въздействие на Слънцето. Но се оказа, че магнитосферата на Земята допринася за изтъняването на земната атмосфера поради ускорената загуба на кислород.

Според Кристофър Ръсел, професор по геофизика и специалист по космическа физика в Калифорнийския университет, учените са свикнали да вярват, че човечеството е изключително щастливо със своята земна „пребиваване“: забележителното магнитно поле на Земята, казват те, идеално ни защитава от слънчеви “атаки” - космически лъчи, слънчеви изригвания Слънце и слънчев вятър. Сега се оказва, че магнитното поле на земята е не само защитник, но и враг.

Група специалисти, водени от Ръсел, стигнаха до това заключение, докато работеха заедно на Конференцията по сравнителна планетология.

СТРАННОСТИ НА ИЗПАРИТЕЛНАТА ПЛАНЕТА: ПОГЛЕД В АТМОСФЕРАТА

За първи път беше възможно да се наблюдават процеси, протичащи в атмосферата на планета далеч отвъд границите на Слънчевата система.

Очевидно тези процеси са причинени от ярко изригване на звездата-майка на планетата - но първо на първо място.

Екзопланетата HD 189733b е газов гигант като Юпитер, въпреки че е с около 14% по-голям и малко по-тежък. Планетата обикаля около звездата HD 189733, на разстояние около 4,8 милиона км (и 63 светлинни години от нас), тоест около 30 пъти по-близо, отколкото Земята е до Слънцето. Тя прави пълно завъртане около родителската си звезда за 2,2 земни дни, температурата на повърхността й достига над 1000 ° C. Самата звезда е от слънчев тип, като има приблизително 80% слънчеви размери и тегло.

От време на време HD 189733b преминава между звездата и нас, което направи възможно чрез промяна на яркостта на звездата не само да се открие присъствието на планета, но и да се покаже наличието на нейната атмосфера, а в атмосферата - водна пара (прочетете: „Има вода“). Открито е също, че тя постоянно губи водород, всъщност е „изпаряваща се“ планета. Това „изпарение“ се оказа доста сложна история.

През пролетта на 2010 г. едно от преминаванията - преминаването на планета между нейната звезда и нас - беше наблюдавано от космическия телескоп Хъбъл, който не откри признаци нито за атмосфера, нито за нейното изпарение. А през есента на 2011 г., докато наблюдаваше преминаването на същия HD 189733b, напротив, той предостави много красноречиви доказателства и за двете, записвайки цяла газова „опашка“, напускаща планетата: скоростта на „изпарение“, изчислена на тази база, беше не по-малко от 1 хиляди тона вещество в секунда. Освен това потокът се разви с милиони километри в час.

За да се разбере това, рентгеновият телескоп Swift беше свързан към кутията. Това беше тяхната съвместна работа, която направи възможно за първи път да се запишат взаимодействията между далечна звезда и нейната планета. Суифт наблюдава същия транзит през септември 2011 г. и около осем часа преди началото на работата Хъбъл откри мощно изригване на повърхността на звездата HD 189733. В рентгеновия диапазон радиацията на звездата е скочила 3,6 пъти.

Изводите на учените са логични: разположена много близо до звездата, газовата планета получи справедлив удар в резултат на изригването - в рентгеновия диапазон тя беше десетки хиляди пъти по-мощна от всичко, което Земята получава дори по време на най-мощните (X-клас) изригвания на Слънцето. И когато вземете предвид огромния размер на HD 189733b, се оказва, че планетата е била изложена на милиони пъти повече рентгенови лъчи, отколкото е възможно от изригване от клас X на Слънцето. Именно тази експозиция доведе до нейната бърза загуба на субстанция.

Планетите, принадлежащи към земната група - Меркурий, Венера, Земя, Марс, Плутон - имат малки размери и маси, средната плътност на тези планети е няколко пъти по-висока от плътността на водата; те се въртят бавно около осите си; те имат малко спътници (Меркурий и Венера нямат нито един, Марс има два, Земята има един).

Сходството на планетите от земния тип не изключва някои различия. Например Венера, за разлика от други планети, се върти в посока, обратна на движението си около Слънцето, и е 243 пъти по-бавна от Земята. Периодът на въртене на Меркурий (т.е. годината на тази планета) е само 1/ 3 по-дълъг от периода на въртене около оси
Ъглите на наклона на осите към равнините на техните орбити за Земята и Марс са приблизително еднакви, но напълно различни за Меркурий и Венера. Следователно Марс има същите сезони като Земята, въпреки че те са почти два пъти по-дълги от тези на Земята.

Към планетите от земния тип е възможно да се включи и далечен Плутон, най-малката от 9-те планети. Средният диаметър на Плутон е около 2260 км. Диаметърът на Харон, спътникът на Плутон, е само наполовина по-малък. Следователно е възможно системата Плутон-Харон, подобно на системата Земя-Луна, да е „двойна планета“.

Прилики и разлики се откриват и в атмосферите на планетите от земната група. За разлика от Меркурий, който, подобно на Луната, е практически лишен от атмосфера, Венера и Марс имат такава. Венера има много плътна атмосфера, състояща се главно от въглероден диоксид и серни съединения. Атмосферата на Марс, напротив, е изключително разредена и освен това бедна на кислород и азот. Налягането на повърхността на Венера е почти 100 пъти по-голямо, а на Марс почти 150 пъти по-малко, отколкото на повърхността на Земята.

Температурата на повърхността на Венера е много висока (около 500°C) и остава почти същата през цялото време. Високата повърхностна температура на Венера се дължи на парниковия ефект. Гъстата, плътна атмосфера позволява на слънчевите лъчи да преминават, но блокира инфрачервеното топлинно лъчение, идващо от нагрятата повърхност.Газът в атмосферите на планетите от земна група е в непрекъснато движение. Често по време на прашни бури, които продължават няколко месеца, огромни количества прах се издигат в атмосферата на Марс. В атмосферата на Венера са регистрирани ураганни ветрове на височини, където се намира облачният слой (от 50 до 70 км над повърхността на планетата), но близо до повърхността на тази планета скоростта на вятъра достига само няколко метра в секунда.

Земните планети, като Земята и Луната, имат скалисти повърхности. Повърхността на Меркурий, пълна с кратери, е много подобна на Луната. Там има по-малко „морета“, отколкото на Луната, и те са малки. Както и на Луната, повечето кратери са образувани от удари на метеорити. Там, където има малко кратери, виждаме сравнително млади участъци от повърхността.

Скалиста пустиня и много отделни камъни се виждат в първите фото-телевизионни панорами, предавани от повърхността на Венера от автоматичните станции от серията Венера.Наземните радарни наблюдения откриха много плитки кратери на тази планета с диаметър от 30 до 700 км. Като цяло тази планета се оказа най-гладката от всички земни планети, въпреки че има и големи планински вериги и обширни хълмове, два пъти по-големи от земния Тибет.

Почти 2/3 от повърхността на Земята е заета от океани, но на повърхността на Венера и Меркурий няма вода.

Повърхността на Марс също е пълна с кратери. Особено много от тях има в южното полукълбо на планетата. Тъмните области, които заемат значителна част от повърхността на планетата, се наричат ​​морета. Диаметрите на някои морета надхвърлят 2000 км. Хълмовете, наподобяващи земните континенти, които са светли полета с оранжево-червен цвят, се наричат ​​континенти. Подобно на Венера, има огромни вулканични конуси. Височината на най-големия от тях - Олимп - надвишава 25 км, диаметърът на кратера е 90 км. Основният диаметър на тази гигантска конусообразна планина е повече от 500 км. Фактът, че преди милиони години на Марс са се случили мощни вулканични изригвания и повърхностните слоеве са били изместени, свидетелстват останките от потоци лава, огромни повърхностни разломи (един от тях - Маринър - се простира на 4000 км), множество проломи и каньони

Преди 4,6 милиарда години в нашата Галактика започна да се образува кондензация от облаци от звездна материя. Тъй като газовете станаха по-плътни и кондензирани, те се нагряваха, излъчвайки топлина. С увеличаването на плътността и температурата започват ядрени реакции, превръщащи водорода в хелий. Така възникнал много мощен източник на енергия - Слънцето.

Едновременно с повишаването на температурата и обема на Слънцето, в резултат на съчетаването на фрагменти от междузвезден прах в равнина, перпендикулярна на оста на въртене на Звездата, се създават планети и техните спътници. Формирането на Слънчевата система е завършено преди около 4 милиарда години.

В момента Слънчевата система има осем планети. Това са Меркурий, Венера, Земя, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептон. Плутон е планета джудже и най-големият известен обект в пояса на Кайпер (който е голям пояс от отломки, подобен на астероидния пояс). След откриването й през 1930 г. тя е смятана за деветата планета. Това се промени през 2006 г. с приемането на официално определение за планета.

На най-близката до Слънцето планета Меркурий никога не вали. Това се дължи на факта, че атмосферата на планетата е толкова разредена, че е просто невъзможно да се открие. И откъде ще дойде дъждът, ако дневната температура на повърхността на планетата понякога достига 430º по Целзий? Да, не бих искал да съм там :)

Но на Венера има постоянен киселинен дъжд, тъй като облаците над тази планета не се състоят от животворна вода, а от смъртоносна сярна киселина. Вярно е, че тъй като температурата на повърхността на третата планета достига 480º по Целзий, капки киселина се изпаряват, преди да стигнат до планетата. Небето над Венера е пронизано от големи и страшни светкавици, но от тях има повече светлина и рев, отколкото дъжд.

На Марс, според учените, преди много време природните условия са били същите като на Земята. Преди милиарди години атмосферата над планетата е била много по-плътна и е възможно обилните валежи да са напълнили тези реки. Но сега над планетата има много тънка атмосфера и снимки, предадени от разузнавателни спътници, показват, че повърхността на планетата прилича на пустините в югозападните Съединени щати или Сухите долини в Антарктика. Когато зимата удари части от Марс, тънки облаци, съдържащи въглероден диоксид, се появяват над червената планета и скрежът покрива мъртвите скали. Рано сутрин в долините има толкова гъсти мъгли, че изглежда, че ще вали, но подобни очаквания са напразни.

Между другото, температурата на въздуха през деня на Mrsa е 20º по Целзий. Вярно, през нощта може да падне до - 140 :(

Юпитер е най-голямата от планетите и представлява гигантска газова топка! Тази топка е почти изцяло съставена от хелий и водород, но е възможно дълбоко в планетата да има малко твърдо ядро, обвито в океан от течен водород. Юпитер обаче е заобиколен от всички страни от цветни ивици облаци. Някои от тези облаци дори се състоят от вода, но по правило по-голямата част от тях се образуват от замръзнали кристали на амоняк. От време на време мощни урагани и бури прелитат над планетата, носейки със себе си снеговалежи и дъждове от амоняк. Това е мястото, където да държите магическото цвете.