светового давления и солнечного ветра вещество комы отбрасывается назад от Солнца и образует хвост, простирающийся на сотни миллионов километров. Пройдя через перигелий, комета удаляется от Солнца, хвост ее уменьшается, блеск слабеет, и, наконец, она совсем исчезает из виду. Когда комета проходит через области Солнечной системы, занятые планетами, кометное ядро вновь испытывает возмущения, но уже не от соседних звезд, а от планет. Часть комет под действием этих возмущений переходят на гиперболические орбиты и уходят из Солнечной системы, другие захватываются на менее вытянутые эллиптические орбиты. Такие кометы периодически возвращаются к Солнцу. Одна из самых известных периодических комет — комета Галлея, с периодом обращения примерно 76 лет, последнее прохождение ее было в 1986 г.
Рис. 2.1.3. Затменная комета 1948 года, открытая в момент полного солнечного затмения
В последнее десятилетие XX века были получены новые данные о строении внешних частей Солнечной системы[97]. В 1992 г. за орбитой Нептуна, на расстоянии 44,3 а. е. была открыта малая планета размером 283 км, которая обращается вокруг Солнца по почти круговой орбите (с очень малым эксцентриситетом). В следующем году была открыта вторая такая планета размером 286 км. А к середине 2002 г. число транснептуновых объектов достигло 500. Диаметр самого большого из них — около 1300 км, самого маленького — 96 км. По оценкам количество объектов за орбитой Нептуна размером более 100 км составляет 65 000. Но, конечно, там должны быть и более мелкие тела, количество которых значительно больше (уже открыты первые такие объекты размером от 6 до 10 км).
Все транснептуновые тела можно разделите на два класса. Объекты первого класса движутся по почти круговым орбитам, лежащим целиком за орбитой Нептуна. Это так называемые классические объекты пояса Койпера. Существование их было предсказано Дж. Койпером в 1951 г. как возможного источника короткопериодических комет. Большинство транснептуновых объектов (до 70 %) относится к этому классу.
В отличие от них объекты второго класса движутся по сильно эксцентричным орбитам и могут заходить внутрь орбиты Нептуна. Плутон принадлежит к этому классу (он также заходит внутрь орбиты Нептуна), поэтому все объекты второго класса получили название плутино, т. е. «маленькие плутончики». Все они, как и Плутон, находятся в резонансе с Нептуном, делая 2 обращения вокруг Солнца за 3 оборота Нептуна. Среднее расстояние всех плутино от Солнца примерно равно 39 а. е., а эксцентриситеты и, соответственно, расстояния в перигелии и афелии у различных плутино различны. К середине 2000 г. было открыто около 100 плутино, а общее число таких тел с размером больше 100 км оценивается в 25 000.
Помимо этих двух классов, за орбитой Нептуна находятся объекты, которые движутся по очень вытянутым эллиптическим орбитам и могут уходить далеко за орбиту Нептуна и Плузона. Примером может служить объект TL 66, открытый в 1996 г. Его размер 500 км, период обращения 1000 лет, и он удаляется от Солнца (в афелии) на 135 а. е. Количество подобных объектов оценивается в 10 000, а их общая масса может достигать от 0,5 до 1 массы Земли.
Еще один пояс малых тел расположен внутри орбиты Нептуна, между ним и Юпитером. Это так называемые кентавры. Первый кентавр был открыл в 1977 г. и получил название Хирон (не путать с Хароном — спутником Плутона!). В греческой мифологии Хирон — имя одного из кентавров (получеловека, полулошади). Название объекта «Хирон» было оправдано тем, что он сочетал в себе свойства астероидов и комет. Так в 1996 г., находясь весьма далеко от Солнца, Хирон проявил активность кометного типа: у него появились кома и хвост. Впоследствии другие объекты, подобные Хирону, стали называть «кентаврами». К середине 2000 г. было известно около 20 кентавров. Считается, что они попали в область между орбитами Юпитера и Нептуна из пояса Койпера. Это подтверждает предположение о том, что пояс Койпера является источником периодических комет. Расположение некоторых транснептуновых тел и «кентавров» показано на рис. 2.1.4.
Рис. 2.1.4. Положение транснсптуновых объектов и малых тел из семейства «кентавров» в проекции на плоскость эклиптики по данным на октябрь 1997
Но вернемся вновь к большим планетам. Они делятся на две группы: земная группа — Меркурий, Венера, Земля, Марс и планеты-гиганты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Плутон занимает особое положение: по своим характеристикам он больше похож на спутники планет-гигантов или на плутино.
Рассмотрим планеты земной группы. Все они имеют твердые оболочки; наиболее обильные химические элементы в твердой оболочке: железо, кислород, кремний, магний. Жидкая оболочка — гидросфера имеется только у Земли. На Марсе жидкой воды нет, но есть лед Н2О в полярных шапках и в грунте (вечная мерзлота). Венера, Земля и Марс окружены газовой атмосферой. Особенно мощная атмосфера у Венеры, давление ее у поверхности планеты составляет 90 атм, у Земли — 1 атм, у Марса — 0,006 атм. Основные компоненты атмосферы на Венере и Марсе — углекислый газ и азот (на Земле — кислород и азот). У Меркурия атмосферы практически нет. Жидкое ядро имеется у Меркурия, Венеры и Земли, у Марса оно, по-видимому, отсутствует. Все планеты земной группы имеют слабое магнитное поле, у Меркурия оно в 100 раз слабее земного, у Марса — в 104 раз слабее, у Венеры — в 105 раз.
Температура на поверхности Меркурия в полдень составляет 750 К (477 °C), а в полночь падает до 100 К (-173 °C); на Венере, под ее мощной атмосферой, создающей сильный парниковый эффект, средняя температура поверхности 735 К (462 °C); на Марсе в полдень температура достигает 280 К (7 °C), а в полночь составляет 150 К (—123 °C). Сезонные вариации температуры возникают из-за наклона плоскости экватора планеты к плоскости ее орбиты; помимо Земли они еще имеют место на Марсе и практически отсутствуют на Венере. На Меркурии сезонные изменения температуры связаны с заметной эллиптичностью его орбиты: в перигелии он получает вдвое больше тепла, чем в афелии.
Рис. 2.1.5. Венера. Изображение облачного слоя в УФ-лучах. Фото с американского космического аппарата «Пионер-Венера» на расстоянии 65 000 км от поверхности планеты. 1979 г.
Рис. 2.1.6. Участок поверхности Венеры под облачным слоем. По результатам радиолокационной съемки, выполненной с советских космических аппаратов «Венера-15» и «Венера-16» в 1983-1984 гг. Хорошо видна складчатая гряда Лукелонг протяженностью
