Речь идет о планетах-гигантах в Солнечной системе. Оказывается очень много информации о них, в частности о их внутреннем строении, можно получить изучая приливы, которые вызывают на этих планетах их наиболее массивные спутники.

В данном обзоре вы найдете все: теорию статических и динамических приливов (приливных осцилляций), результаты численного моделирования и, конечно, приложение к экзопланетам.

Результат моделирования приливного отклика твердотельно вращающейся планеты.

Прохождения Меркурия и Венеры по диску Солнца достаточно редки. В XX веке было 15 прохождений Меркурия, в XXI будет еще 14. Два последних прохождения Меркурия произошли 15 ноября 1999 и 7 мая 2003. В статье описаны наблюдения black-drop эффекта (дословно - эффекта "черной капли") при в этих двух прохождениях.

Эффект "черной капли": наличие атмосферы вызывает появление черной перемычки, соединяющей лимб планеты с краем Солнца в момент второго контакта.

Наблюдения велись на спутнике TRACE (Transition Region and Coronal Explorer). Существование black-drop эффекта связано с наличием на Меркурии остатков атмосферы.

Наблюдательные данные: прохождение Меркурия вблизи второго контакта.

Стендовый доклад о данных наблюдениях (в виде одной большой картинки) можно посмотреть здесь: http://nicmosis.as.arizona.edu:8000/POSTERS/TOM1999.jpg.

В атмосфере спутника Сатурна Титана впервые обнаружен пропан (C₃H₈). Спектральные линии излучения пропана пришлось выделять среди множества других стратосферных линий - это очень сложная спектрометрическая задача с которой прекрасно справились американские астрономы.

Огромный обзор - первый за долгое время по данному вопросу.

Пылинки микронного размера, влетающие в Солнечную систему, регистрируются искусственными спутникам. Следы сгорания более крупных частиц в атмосфере обнаруживают радары (в Аресибо и в Новой Зеландии). А сам обзор посвящен возможной природе и источникам таких пылинок.

Транснептуновых тела образуют внешний пояс астероидов (который еще называют поясом Койпера). В данной работе приведены результаты просмотра 0.02 квадратных градуса неба в плоскости Солнечной системы. Наблюдения проводились с Хаббловского телескопа (именно поэтому область такая маленькая). Искались объекты удаленные от Солнца на 25 а.е. и более (для предельной звездной величины m=29.5 это соответствует диаметру объекта порядка 15 км). Наблюдения продолжались 22 тыс. секунд. В их ходе были найдены три новых объекта, самый слабый из которых имел звездную величину m=28.3 (т.е. диаметр около 25 км).

Но самый важный результат это подтверждение и продление функции масс на нижней границы распределения транснептуновых объектов dN/dm~10^0.63.

Очень простая и красивая идея: атмосфера Земли и даже Марса задерживает бОльшую часть жесткого излучения от различных космических источников (в первую очередь от Солнца). Однако заметная доля энергии этих частиц может быть переизлучена вторичными электронами в результате процессов Комптоновского рассеяния и рентгеновского фотопоглощения в биологически и химически активное ультрафиолетовое излучение. Доля переизлученной энергии может достигать 1% даже с учетом воздействия озонового слоя, т.е. солнечные вспышки оказывали на первичные земные организмы гораздо более сильное мутационное воздействие, чем считалось ранее.

Общая схема преобразования энергичных частиц в верхней атмосфере Земли или Марса.

Происхождение атмосферы Земли неизвестно. Для проверки гипотез обычно используют инертные газы, т.к. они, естественно, химически инертны и покрывают большой диапазон атомных масс. И здесь начинаются проблемы. Одна из них - атмосферный ксенон. Его не хватает по сравнению с криптоном (т.н. "missing xenon paradox").

Автор предлагает "двойственную модель". Ее составляющие: фракционированные газы туманности и кометы, падавшие на Землю. Идея состоит в том, что любая фракционированная модель дает высокое отношение содержания ксенона к криптону. Это надо компенсировать (т.к. наблюдается другое отношение). Кометное вещество характеризуется низким отношением Xe/Kr. "Смешанная" атмосфера по своему составу как раз соответствует наблюдениям.

Проблема имеет вполне насущную важность - транс-нептуновые объекты пояса Койпера - самый большой резервуар астероидов и комет в Солнечной системе. Миграция даже малой их части к планетам земной группы может иметь существенную астероидную опасность. Подобной миграции в первую очередь подвержены объекты на эллиптических орбитах, перигелии который близки к орбите Юпитера. Моделирование 13000 подобных объектов показало, что примерно 0.1% из них будут пересекать орбиту Земли.

Очертить границу Солнечной системы очень непросто: проблема в определении. Безусловно, она не заканчивается за орбитой Плутона (кстати, Нептун иногда находится дальше Плутона). Одним из возможных вариантов является граница, за которой гравитационное влияние Солнца сравнивается с влиянием других звезд (облако Оорта примерно очерчивает эту границу). Другой вариант связан не с поведением отдельных массивных тел, а с поведением газовой составляющей - с межпланетной средой. Где-то проходит граница между межпланетной и межзвездной средой, причем располагается она "совсем недалеко". В этом месте вещество солнечного ветра начинает взаимодействовать с межзвездной средой. В результате этого взаимодействия в том направлении куда (относительно межзвездной среды) движется Солнце, возникает лобовая ударная волна, а вокруг Солнца формируется замкнутая глобальная гелиосфера. Эта теоретическая картина, построенная на большом числе работ сделанных в последние годы и десятилетия (см. например статьи Баранова в Соросовском образовательном журнале).

Сейчас к этой картине добавляется новый экспериментальный штрих - два запущенных в 1973 г. космических аппарата "Вояджер-1" и "Вояджер-2" успешно выполнили свои уникальные разносторонние миссии и на сегодняшний день удалились от Солнца на 69 и 87 астрономических единиц.

Новые данные, полученные в том числе и с этих аппаратов, указывают на то, что на границе Солнечной системы формируются неустойчивые сдвиговые слои, в которых струи вещества движутся очень сложным образом. Авторы данной статьи провели магнитогидродинамическое моделирование данной области. Некоторые из результатов их расчетов показаны ниже.

Магнитное поле Солнечной системы

Аналогичные явления, только более сильные, можно ожидать в гелиосферах массивных звезд класса O.

Двойные объекты пояса Койпера обладают широкими орбитами и большими отношениями масс в парах. Существуют ли эти пары с эпохи формирования Солнечной системы, или они образовались в результате захвата или ударного разрушения? Моделирование показывает, что при различных отношениях масс и удалении компонентов 25-35% пар разрушаются в поясе Койпера за время жизни Солнечной системы. К сожалению до сих пор не предложено ни одного реального механизма формирования таких двойных объектов в современном поясе Койпера, поэтому приходится привлекать гипотезу об их первичной природе (т.е. считать, что на ранних этапах эволюции Солнечной системы образование двойных было более вероятным, но механизм формирования пар не ясен и там). Если двойные в поясе Койпера имеют преимущественно первичное происхождение, то потеря массы объектами Койпера не может вызываться столкновениями, а должна порождаться процессами выброса вещества.

Известно, что по древним хроникам можно узнать о солнечных затмениях, появлении новых и сверхновых, о кометах и т.д. А о метеорах? А пожалуйста!

По исследованиям хроник династии Корио (Koryo) 918-1392 гг. автор пытается восстановить метеорную активность в то время. Оказывается, что Персеиды, Леониды и эта-аквариды/ориониды хорошо наблюдались в то время. Использование других хроник (Корея, Китай, Япония, Арабские страны) подтверждает данные выводы.

Сейчас проводится много наблюдений по определению параметров объектов пояса Койпера по их покрытиям звезд. Однако, по кривой блеска нельзя определить размер, не зная расстояния. Можно создать сеть телескопов, которые кроме всего прочего будут измерять скорость, но тут есть свои трудности. Автор описывает, как можно обойти эту проблему. Выход, правда, довольно дорогой - специальный спутник.

Орбитальный модуль космического аппарата Галилео в настоящее время исследует систему спутников Юпитера. Он перемещается вблизи планеты, приближаясь то к одному из спутников, то к другому. (Подробнее об исследовании спутников можно прочитать здесь.)

Во время пролетов рядом с четырьмя самыми крупными спутниками Юпитера, открытыми еще Галилеем, Ио, Европой, Ганимедом и Каллисто, было сделано неожиданное открытие. Датчик микрометеоритов зафиксировал пылевые облака вокруг каждого из этих спутников. Они очень разряженные и с Земли не заметны. Концентрация пылинок быстро убывает с удалением от спутников и на расстоянии порядка 5 радиусов объекта практически сходит на нет. Размеры частиц от 1 до 0.5 микрон.

Плотность и параметры частиц в этих облаках хорошо согласуются с динамической моделью, в которой эти облака порождаются при столкновениях (т.е. в результате падения на поверхность спутников небольших метеорных тел).

Среди астрономов, изучающих Солнечную систему, Архив не пользуется большой популярностью. Поэтому в нашим обзорах так мало статей по этой тематике, и мы стремимся обращать внимание на такие статьи, если они появляются, т.к. по опросам исследования Солнечной системы довольно популярны.

В статье речь идет о классификации кометообразных тел включая "кентавров" (малые тела между Сатурном и Нептуном) и объекты пояса Койпера (занептуновые объекты). Для объектов, лежащих вблизи плоскости эклиптики (и вне орбиты Марса) используется классификация, основанная на планетах, контролирующих движение вблизи афелия и перигелия. Например, SN будет означать, что афелий лежит вблизи орбиты Нептуна, а перигелий вблизи орбиты Сатурна. Кометы же делятся на 4 более-менее традиционных типа: Энке-подобные, короткопериодические, промежуточные и долгопериодические. Такая классификация, по мнению авторов, может быть очень полезна например при численном моделировании малых тел Солнечной системы, что они и иллюстрируют на примерах.

^{(Архив Солнечная система:} v.2, 2004, v.1, 2002-2003)