Движение Северного и Южного полюса Марса

Откуда мы знаем, что у Марса есть полярные шапки

Исторически отмечается, что впервые о полярных шапках планеты Марс он стал известен в 1666 году. Наблюдая за планетой, астроном Джованни Доменико Кассини обнаружил белое пятно на одном из полюсов Марса. В 1672 году другой ученый, Кристиан Гюйгенс, зафиксировал белоснежную область Южного полюса, которая должна была состоять из снега и льда. А уже в 1704 году Жак Филипп Маральди проводил регулярные наблюдения за снежным покровом Южной мыса, убедившись, что он меняется с вращением планеты.

Нам удалось более подробно рассмотреть природное явление на полюсах Марса в конце 20 века. Этому способствовали более мощные телескопы и орбитальные станции над планетой.

Изображение северной полярной шапки Марса Mariner 9 12 октября 1972 г

Полярная звезда находится вблизи северного полюса мир.

Всем очевидно, что образ звездного неба меняется в зависимости от времени суток. Созвездия, которые были видны вечером на юге, ночью движутся на запад, а утром полностью уходят за горизонт. А остальные созвездия, возникшие вечером на востоке, уже находятся высоко в южной части ночного неба. Звезды вращаются с востока на запад в течение одного дня, с востока на запад и отражают вращение Земли с запада на восток.
Земля вращается волчком — вокруг оси. Точки, где ось вращения Земли пересекается с поверхностью планеты, называются Северным полюсом и Южным полюсом Земли. Вытягивая ось вращения Земли в небо, мы получаем северный и южный полюса небесной сферы или, как их называют астрономы, полюса мира. А теперь представим, что мы на Северном полюсе. В течение дня все звезды описывают круги на небе, но чем ближе звезды к зениту, тем меньше радиусы описываемых ими кругов. Это и понятно, ведь в зените находится северный полюс мира, вокруг которого вращаются все звезды. Поэтому около зенита звезды почти неподвижны, описывая вокруг себя очень маленькие круги.
Уникальность Полярной звезды в том, что она ближе других звезд, видимых невооруженным глазом, к Северному полюсу мира, на расстоянии около 1 °. По этой причине он практически всегда находится на одном и том же месте, независимо от времени суток и года. Неподвижность Полярной звезды в течение полутора тысячелетий сделала ее верным ориентиром для моряков, пастухов и путешественников.
Понятно, что Полярная звезда занимает особое положение только на небе Земли. В небе других планет роль полярных играют другие звезды, так как оси вращения этих планет наклонены иначе, чем плоскости их орбит. Интересно отметить, что на нашем небе Полярная звезда не всегда была такой. Много тысяч лет назад ось вращения Земли была направлена ​​в противоположную сторону, и Вега играла роль Полярной звезды. Дело в том, что ось вращения Земли находится в постоянном движении, описывая круг в небе на протяжении 25 800 лет. Это явление называется прецессией, что переводится с латыни как ожидание равноденствий.

Причина прецессии — небольшое уплощение земного шара. По этой причине Луна и другие тела в солнечной системе медленно вращают ось Земли из-за силы своей гравитации. Куда сегодня движется ось мира? Всегда в направлении Полярной звезды, которая (как указано выше) находится не точно на полюсе мира, а на расстоянии примерно 1 ° от него. К 2100 году это расстояние сократится вдвое, после чего полюс мира начнет медленно удаляться от звезды, продолжая свое движение в направлении созвездия Цефея.

Полярная звезда — самая яркая и одна из самых необычных цефеид на небе.

После того, как почти весь водород в ядре звезды был преобразован в гелий, звезда входит в фазу нестабильности. Давление излучения в ядре ослабевает и начинает сокращаться, а внешние слои звезды, наоборот, увеличиваются в размерах: звезда становится гигантом или даже сверхгигантом. К тому же такой светильник начинает пульсировать — испытывать колебания размеров, температуры и яркости. Полярная звезда также пульсирует, иногда увеличиваясь, а затем уменьшаясь в объеме. Наряду с этим немного меняется и его блеск, хотя он совершенно незаметен для глаза. Колебания Полярной звезды очень ритмичны и имеют период 3,97 дня: звезда работает в точности как часы. Астрономы нашли многие из этих звезд и определили их как целый класс звезд цефеид.

У цефеид похожие пульсации, но они не похожи друг на друга, как две капли воды. Они имеют разные массы и размеры, различаются температурой и, соответственно, имеют разные амплитуды и периоды пульсаций. Однако у всех цефеид есть интересная зависимость: периоды их пульсаций напрямую зависят от их яркости (количества излучаемого света). Чем больше период, тем больше яркость таких звезд. Обнаружение этой зависимости сыграло очень важную роль в астрономии, так как позволило определить расстояние от других галактик.

В начале 1970-х годов амплитуда полярной светимости изменялась в пределах 0,27 м. Это изменение яркости может быть обнаружено невооруженным глазом. Впоследствии амплитуда Полярного, и без того небольшого, стала резко уменьшаться. Предполагалось даже, что к началу 21 века звезда вообще перестанет быть цефеидой. Некоторые астрономы предположили, что Полярная звезда является первым зарегистрированным случаем прекращения пульсаций цефеиды из-за ее выхода из полосы нестабильности из-за эволюции.

Однако в районе 1993 г уменьшение амплитуды пульсаций Полярной резко прекратилось и с тех пор составляет 0,032 м. При этом яркость звезды увеличилась на 15%. Некоторые астрономы считают, что звезда не прекращает своих пульсаций, а наоборот, развивается до основного периода в 5,7 суток, становясь нормальной цефеидой с большим колебанием яркости.

Марс. Гора Олимп

Особенности Марса — Гора Олимп, пожалуй, самое удивительное место на Марсе. Эта гора — самая большая в Солнечной системе. Эта гора когда-то была могущественным вулканом, но теперь бездействует. Гора Олимп получила свое название от греческой горы Олимп, которую, согласно греческой мифологии, населяли боги Олимпа. Высота Олимпа составляет 21,2 км от основания, которое вдвое выше самого высокого вулкана на Земле — Мауна-Кеа. Диаметр Олимпа 540 км. Если вы встанете перед ним, его края будут выходить за горизонт и будет казаться, что эта гора бесконечна.

 

В прошлом Полярная была менее яркой.

Яркость Полярной звезды увеличилась на 15% за последние 100 лет. Это неоспоримый факт. Насколько ярким был Полярный 2000 лет назад? Скотт Энгл, выпускник Университета Вилланова, решил повторно проанализировать данные о полярной светимости, указанные в каталогах Птолемея (137), Ас-Суфи (964), Тихо Браге и других астрономов. Приведя данные к единой шкале, он получил, что текущая Полярная звезда в 2,5 раза ярче, чем во времена Птолемея. Целой звездной величины. Если выводы Энгла и его команды верны, яркость Полярной звезды изменилась за последние 2000 лет в 100 раз больше, чем предсказывает современная теория звездной эволюции.

Неудивительно, что большинство ученых скептически относились к работе астрономов. Однако Энгл и его команда, среди прочего, нашли в древних источниках и намеки на вариации яркости Полярной звезды за 4-дневный период, которые могут указывать на то, что в прошлом амплитуда была намного больше, чем сейчас, конечно, дает определенный знак качества. Однако это не означает, что выводы Энгла окончательны.

Полярная — тройная звезда.

Мы все привыкли говорить о Полярной звезде как о звезде, хотя на самом деле это система звезд. Не довольствуясь ни статусом «полярной», ни статусом аномальной цефеиды, «Полярная», помимо прочего, является тройной звездой, то есть имеет две звезды-спутники, связанные с ней силами взаимного притяжения. Один из спутников уже виден в небольшие любительские телескопы. Это звезда почти 9 величины, расположенная на расстоянии 18 угловых секунд от Полярной звезды. Впервые его заметил в 1780 году знаменитый астроном 18 века Уильям Гершель. Полярная «B» — обычная звезда F3V: она всего в 4 раза ярче Солнца и в 1,4 раза массивнее. Рядом с желтовато-белым полюсом его тусклый товарищ выглядит зеленоватым. На самом деле цвет звезд никогда не бывает зеленым — так работает человеческое зрение. В этом случае мы наблюдаем хоть и красивую, но все же оптическую иллюзию, вызванную близостью спутника к Полярной звезде. Второй компонент системы (обозначенный как Polar Ab) намного ближе к Полярной звезде, поэтому до недавнего времени только спектральные наблюдения указывали на его присутствие.
Полярное Ab было впервые замечено только в 2006 году с помощью космического телескопа Хаббла. Угловое расстояние между Polar A и Polar Ab оказалось всего 0,133 ″: под этим углом рублевую монету можно увидеть с расстояния 30 километров. На самом деле расстояние между Полярным А и ближайшим к нему спутником составляет не менее 2 миллиардов километров. Они совершают оборот вокруг общего центра масс примерно за 30 лет.Полярный Ab по своим характеристикам похож на полярный B. Он принадлежит к спектральному классу F6V, в 1,26 раза массивнее Солнца и в 3 раза ярче нашей звезды.

Полярная звезда имеет множество имён.

Пожалуй, ни у одной звезды нет такого количества имен, как Полярная звезда. Практически все множество названий указывает на две основные его характеристики: нахождение на полюсе и, как следствие, неподвижность. Многие люди считали Полярную звезду своего рода колом, воткнутым в небо, вокруг которого вращаются все остальные звезды. Отсюда берут свое начало его названия, такие как Полюс Небес, Звездная шутка, Железный полюс, Северный гвоздь — названия, которые мы находим в турецком и финно-угорском языках.

Название Полярная пришло в Россию из немецкого языка при Петре I. До этого у Полярной звезды было другое название, которое, однако, имеет то же значение — север. Хакасов называют Полярным — привязанный конь. (здесь название относится к неподвижности этой звезды.) А для эвенков Полярная звезда казалась дырой в небе. Полярные названия, не связанные с его местонахождением, встречаются редко.

Самым известным из этих имен, пожалуй, является имя Киносура «собачий хвост». Так называли Полярную звезду древние греки и римляне; но в то время Полярная звезда еще не выполняла функцию самой Полярной звезды (2000 лет назад звезда Кохаб или β Малая Медведица была ближе к Северному полюсу мира) хвост, но не собачий хвост, но длинный несуществующий медвежий хвост.
Есть интересная гипотеза происхождения названия Киносур. Именно так, по словам Аллена и других исследователей звездных названий, в древности называлось все созвездие Малой Медведицы. В одной из версий мифа о рождении Зевса ребенка-бога некоторое время кормили в пещере два медведя: Гелика (или Гелис) и Киносура, которых впоследствии вознес на небеса благодарный Зевс. Гелика стала Большой Медведицей, а Киносура — Малой. Позже это название стало относиться только к Полярной звезде.

Полярные шапки и их особенности

Белоснежный покров на Марсе — уникальное образование. Более того, оно предопределено определенными характеристиками, которые интригуют ученых, побуждая их изучить их более тщательно. Например, известно, что:

• Снежный покров состоит из водяного льда (нижний слой) и замороженного сухого льда (CO2).
• Снежный покров в зависимости от сезона может менять форму, увеличиваться или уменьшаться.
• Примечателен тот факт, что когда в южном полушарии зима, то в северном летом и наоборот.
• Южный остаточный ледяной щит полностью идентичен по составу льда северному полярному покрову.
• Плотность самого льда такая же, она составляет 1220 кг / м3.

С наступлением лета верхний белый слой замороженного сухого льда превращается в углекислый газ. Газообразное вещество перенаправляется из одного полушария в другое из-за сильнейших ветров (оно может достигать сотен метров в секунду.

Уникальность ледяных отложений в том, что они имеют ярко выраженные спиральные бороздки, расходящиеся прямо от его центра. Ученые выдвинули несколько гипотез, которые могли объяснить причудливые формы, образованные белоснежным одеялом:

• Согласно одной из гипотез, утверждалось, что лед, расположенный ближе к центру бороздки, при вращении небесной звезды движется намного медленнее, чем ледяные образования, расположенные дальше. В результате возникает трение между разными слоями и появляются крупные разломы.
• Вторая гипотеза, выдвинутая Джеком Холтом, предполагает, что причиной этого явления могли быть стоковые ветры, расходящиеся прямо от полюса. Сила Кориолиса может воздействовать на поверхность, создавая вихревые образования, возникающие при вращении небесного тела вокруг своей оси.

Что касается заснеженных марсианских территорий, информация была получена учеными благодаря передаче данных с орбиты зондом SHARAD (Shallow Radar) в 2006 году. Этот аппарат позволил ученым заглянуть под ледяные щиты и понять, что В принципе это образование росло и развивалось с момента своего основания. А также то, что находится под ледяными слоями полюсов, которые находятся по обе стороны Красной планеты.

Полярная — звезда сверхгигант.

А теперь давайте посмотрим на физические характеристики Polar. Его желтоватый цвет виден даже в бинокль. Полярная звезда лишь немного теплее Солнца: температура ее поверхности составляет около 6000 К. Но на этом сходство с Солнцем заканчивается. Полярная звезда, как и подавляющее большинство звезд, видимых на небе невооруженным глазом, является намного ярче Солнца.

Спектральные исследования показали, что звезда принадлежит к классу звезд-сверхгигантов. Его радиус в 46 раз больше, чем у Солнца, а его яркость примерно в 2500 раз больше, чем у Солнца. «Приблизительно», поскольку точная величина яркости Полярной звезды неизвестна из-за того, что астрономы не знают точное расстояние.
Звезды с такими характеристиками, как Полярность, составляют лишь малую долю процента от общего числа звезд во Вселенной. Почему звезды-сверхгиганты такие редкие? Дело в том, что стадия сверхгиганта в жизни звезды недолговечна и начинается только после того, как в ее ядре закончится ядерное топливо. Такие звезды, как Полярная, всегда старые и высокоразвитые объекты.

Это не означает, что фактический возраст таких звезд велик — например, Полярной звезде не более 70 миллионов лет — но их жизненный цикл, в отличие от Солнца, уже подходит к концу. Зная физические характеристики Полярной звезды, вы можете догадаться, какой звездой она была большую часть своей жизни. Скорее всего, Полярная была ярко-голубой звездой спектрального класса с массой в 5 раз больше массы Солнца и радиусом в 3,5 раза больше солнечного. Температура ее поверхности была в три раза выше и составляла около 18000 К.

На макушках горячего Меркурия «Мессенджер» обнаружил ледяные шапки

Космический корабль American Messenger обнаружил новые ледяные следы в кратерах на полюсах Меркурия. Радиолокационные исследования выявили области с высокой отражательной способностью, что может указывать на наличие водяного льда.

Результаты исследования данных Messenger, полученные группой ученых, опубликованные накануне в журнале Science, противоречат традиционным представлениям о том, как образовалась ближайшая к Солнцу планета, сообщает BBC. Меркурий оставался сейсмически активным в течение длительного периода своей эволюции. Ученые также представили новую модель внутреннего строения Меркурия, показав, что огромное ядро ​​планеты окружено оболочкой из сульфида железа, аналогов которой нет на других планетах Солнечной системы.

Данные, полученные космическим кораблем Messenger, показывают, что кратеры на поверхности планеты, образовавшиеся после столкновений с другими космическими объектами, после своего образования подверглись каким-то геологическим процессам.

Хотя на этой планете, расположенной ближе к Солнцу, температура поверхности может достигать 400 градусов по Цельсию, некоторые кратеры постоянно находятся в тени, что делает их своего рода естественными холодильниками.

И теперь Посланник обнаружил, что эти яркие участки на радиолокационных изображениях поверхности планеты точно совпадают с местоположением затененных кратеров.

Исследователи объединили радиолокационные изображения с радиотелескопов обсерватории Аресибо с самыми последними фотографиями полюсов Меркурия, сделанными камерой MDIS на борту космического корабля Messenger. Все яркие пятна располагались в сильно затемненных кратерах в полярных регионах.

Мария Зубер из Массачусетского технологического института, которая является частью группы ученых, анализирующих данные с космического корабля, считает, что наиболее правдоподобным объяснением наблюдений является наличие водяного льда на дне этих кратеров.

Напомним, автоматическая станция «Вестник» стала первым космическим кораблем на орбите Меркурия и вторым посланником землян на этой планете. В середине 1970-х годов американский зонд «Маринер-10» также посетил Меркурий».

Космический корабль Messenger был запущен в 2004 году. «АН» писала, что в прошлом году он впервые в истории вышел на орбиту Меркурия. В сентябре НАСА опубликовало новые изображения Меркурия. Американское космическое агентство NASA недавно объявило, что его жизнь на орбите продлится до 2013 года.

Состав

Полярные отложения на Марсе — это постоянное явление, которое увеличивается или уменьшается со сменой времен года. Но состав двух слоев, нижнего основного и верхнего, остается неизменным. Снежный покров Красной планеты состоит из:

• углекислый газ с пылевыми примесями;
• замороженная вода в небольшом количестве;
• газогидрат, представляющий собой промежуточный состав льда.

Последний разлагается при температуре ниже -148 градусов на углекислый газ и воду. С наступлением более теплого периода ледяная масса газогидрата переходит в газообразное состояние, но пропускает жидкую фазу. Следовательно, из двух слоев нижний всегда постоянен, а верхний изменяется и зависит от метеорологических условий, возникающих при смене сезонов.

Южная полярная шапка

На южном полюсе Красной планеты появляется снежная местность. При измерении в километрах он простирается на Южном полюсе более чем на 400 километров.

Южная полярная шапка Марса, снимок, сделанный Mars Global Surveyor (27 апреля 2000 г)

Особенность снежного образования заключается в том, что южная полярная шапка планеты Марс:

• Самый дальний участок от его орбиты до Солнца проходит зимой, а летом — наоборот.
• Южное полушарие зимой находится в тени планеты, а летом обращено к солнцу.
• Южный полярный ледяной покров считается самым холодным и полностью состоит из затвердевшего углекислого газа.
• Зимой может вырасти до середины южного полушария.

Одно из отличий — размер южного снежного покрова, так как он намного меньше, чем у северного полушария Марса. Но даже с учетом того, что размеры оставшейся южной полярной шапки меньше, летом она не исчезает. Подобное явление вызвано тем, что южное полушарие летом находится ближе к Солнцу, то есть планета Марс находится прямо на близком расстоянии от небесного тела (Солнца) до перигелия.

Во время исследования поверхности Марса в 1969 году космический аппарат Mariner 6.7 не только сделал высококачественные снимки, но и измерил южную полярную ледяную шапку. По данным устройства здесь зафиксирована довольно низкая температура, она была -125, но может достигать -153 градуса. Причина столь низкой температуры в том, что южное полушарие находится на большем удалении от Солнца и полностью находится в тени самой планеты, и в результате солнечные лучи не попадают на ее поверхность.

Ученые отметили, что на Южном полюсе более глубокие залежи льда. Поскольку глубина льда все еще составляет 3,7 километра, а с северной стороны, лед скрыт на глубине 1,7 километра. Северное полушарие отличается от другой стороны тем, что пятна, наблюдаемые на Южном полюсе Марса, на нем не образуются.

Полярная — самая яркая звезда в созвездии Малой Медведицы.

Полярная звезда входит в состав небольшого созвездия Малой Медведицы. Это созвездие состоит из 7 звезд. В отличие от Большой Медведицы, на Малой Медведице всего три более-менее ярких звезды. Поэтому на небе отличить его намного сложнее. Полярная звезда — крайняя звезда на рукоятке Малой Медведицы. Кохаб и Феркад — крайние звезды в одном ведре. Эти две звезды часто называют Хранителями полюсов. Как известно, астрономы давно обозначают самые яркие звезды в созвездиях буквами греческого алфавита. Буква «альфа» обозначает, как правило, самую яркую звезду в созвездии, вторая по яркости — букву «бета» и так далее, вплоть до буквы «омега». Следовательно, Полярная звезда — это также альфа (α) Малая Медведица.

Северная полярная шапка

Зимой снежное образование северной полярной ледяной шапки Марса может разрастаться более чем на полторы тысячи километров. С наступлением весны верхний слой из-за повышения температуры постепенно испаряется. Даже при относительной жаре диаметр снежного покрова в Северном полушарии остается в пределах 1100 километров, это называется остаточной шапкой. По подсчетам ученых, этот слой ледника имеет толщину около 100 метров и состоит из обычной замерзшей воды с примесями пыли. Исследователи говорят, что этот твердый лед формировался тысячи лет, и для его таяния нет никаких предпосылок.

Крышка Северного полюса Марса, снимок с орбитальной станции Mars Global Surveyor (13 марта 1999 г)

Характеристика снежного образования северной полярной ледяной шапки Марса:

• Летом он проходит самый далекий участок от своей орбиты до Солнца, а зимой — наоборот.
• Северное полушарие зимой находится в тени планеты, а летом обращено к солнцу.
• Зимой северная шляпа может расширяться до третьей части северного полушария.

Верхний слой намного меньше нижнего и имеет высоту всего один метр. Основной состав — сухой лед, образованный из замороженной двуокиси углерода. Зимой скопление верхнего слоя происходит за счет замерзания углекислого газа после того, как он перешел в газообразное состояние с наступлением лета. Поэтому зимой происходит обратный процесс сублимации, и нижний слой льда покрывается сухим льдом. Площадь мерзлых земель в Северном полушарии может увеличиваться в зависимости от суровости зимы и может достигать 500 градусов и более по широте. Это явление еще практически не изучено, поэтому достоверной информации о том, как они выглядят и что этому способствует, нет.

На Марсе, в его северной части, средняя температура воздуха не превышает -70 градусов. А на поверхности Северной шапки в мае 1971 года после запуска к планете космических аппаратов «Марс 2,3» и «Маринер 9» были измерены температурные показатели, которые зафиксировали температуру ниже -110 градусов.

Полярные шапки — это уникальное явление, которое было обнаружено не так давно, поэтому они мало изучены, так как требуют больших затрат на оборудование, которое используется для их обнаружения. Но ученые не останавливаются на достигнутом и продолжают изучать снежные образования на одной из загадочных планет Солнечной системы.