История открытия каждой планеты в нашей Солнечной системе
Спутники вроде «Кеплера» работали сверхурочно, чтобы открыть сотни новых планет в нашей галактике. Но как мы впервые обнаружили планеты в нашем локальном объеме космоса? То есть в нашем пузыре под названием Солнечная система. Вот все истории о том, как астрономы, живущие сотни лет назад, открыли каждую планету в нашей Солнечной системе.
Меркурий
Будучи ближайшей к Солнцу планетой в нашей Солнечной системе, Меркурий вращается в пределах 46-70 миллионов километров от светила. Древние астрономы знали о скорости вращения планеты вокруг солнца: ассирийские астрономы ассоциировали планету с богами, такими как Набу, писцом и посланником богов; древние греки называли это тело Меркурием, также в честь посланника богов. С чем же связана такая ассоциация? Год на этой планете длится всего 88 дней, самый короткий из всех.
В 1631 году астроном Пьер Гассенди впервые наблюдал транзит Меркурия через солнце, и буквально спустя пару лет другой астроном Джованни Зупи открыл фазы, указывающие на то, что планета вращается вокруг Солнца. Другие астрономы постепенно добавляли к этим открытиям свои: итальянский астроном Джованни Скиапарелли наблюдал планету и заключил, что Меркурий был приливно заблокирован солнцем, то есть обращен к светилу всегда только одной стороной.
В современную эпоху освоения космоса пришли и другие открытия: очень многое о планете узнали совсем недавно. Советские ученые впервые использовали радар для исследования планеты в начале 1960-х, а ученые в обсерватории Аресибо с помощью радиотелескопа обнаружили, что планета вращается раз в 59 дней, а не в 88, как считалось ранее. В 1974 году зонд Mariner 10 впервые посетил планету, осуществил несколько облетов, картографируя поверхность, а в 2008 году к планете прибыли зонд MESSENGER, на орбите которой и остается по сей день.
Венера
Вторая планета в Солнечной системе, Венера - самая яркая из планет, наблюдаемых с Земли. По этой причине ее изучали с незапамятных времен: первые записи о ней появились еще у вавилонян, которые назвали планету Иштар. Римляне видели в Венере богиню красоты, а майя считали, что планета является братом солнца. В 1610 году Галилео Галилей наблюдал фазы Венеры, подтвердив, что планета действительно вращается вокруг Солнца. Из-за плотной атмосферы планеты, наблюдения поверхности были невозможны до 1960-х годов, однако многие считали, что на Венере есть жизнь, поскольку по размерам планета была похожа на Землю.
В 1958 году радиолокационная съемка выявила, что поверхность планеты невыносимо горячая - и значит, неприветлива к жизни. Человечество решило взглянуть на злую сестру Земли поближе. Первая попытка, советский зонд «Венера-1», была предпринята в 1961 году и не увенчалась успехом, но Mariner 2, запущенный США, преуспел, облетев планету и подтвердив ее температуру, а также отсутствие магнитного поля. Новая советская миссия «Венера-4» успешно достигла Венеры и отправила обратно информацию об атмосфере планеты, прежде чем сгореть дотла во время входа в атмосферу. За этими миссиями последовали несколько других: Mariner 5, «Венера» 5 и 6, «Венера-7» с успешным приземлением, а после и повторение успеха силами «Венеры-8». Эти два последних зонда стали первыми искусственными объектами, которые успешно приземлились на поверхности другой планеты. Оба были уничтожены давлением и теплом планеты, но Советский Союз продолжал посылать зонды. NASA тоже: «Пионер-12» вращался вокруг планеты в течение 14 лет, составляя карту поверхности, а «Пионер-13» отправил несколько зондов прямиком к ней.
Земля
Земля непрерывно наблюдалась человечеством с самого момента его появления. Но хотя мы знали, что стоим на твердой земле, чтобы выяснить истинную природу нашего дома, пришлось немного подождать. На протяжении многих веков люди считали, что Земли не является таким же объектом, как и наблюдаемые над ней: все вращалось вокруг Земли. Уже во времена Аристотеля философы определили, что Земля имеет сферическую форму, наблюдая тень от Луны.
Миколай Коперник - известный также как Николай - постулировали гелиоцентрический вид Солнечной системы еще в 1514 году. Книга «О вращении небесных сфер» была впервые опубликована в 1543 году и поставил под сомнение общепринятую точку зрения. Теория была спорной, но за ней последовали три объемных работы Иоганна Кеплера на тему коперниканской астрономии. Кеплер разработал три закона движения планет: «Планеты движутся вокруг Солнца по эллипсу, с Солнцем в одном из фокусов», «Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причем за равные промежутки времени радиус-вектор, соединяющий Солнце и планету, описывает равные площади», «Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы больших полуосей орбит планет». Эти законы помогли определить движение планет и позволили нам усомниться в предыдущем виде Солнечной системы. Поначалу теории Кеплера не были популярны, но в конце концов разошлись по всей Европе. К тому моменту, когда Коперник опубликовал свои взгляды, экспедиция Фернана Магеллана смогла обогнуть земной шар в 1519 году.
И только 24 октября 1946 года мы смогли взглянуть на наш родной мир, когда первый снимок Земли был сделан с помощью модифицированной ракеты «Фау-2», запущенной с полигона в Нью-Мексико.
Марс
Кроваво-красная четвертая планета нашей Солнечной системы давно ассоциируется с римским богом войны, которого зовут Марс. И если многие считали, что Венера вполне могла обладать земной атмосферой, подобные мысли были и на тему Марса. В 1877 году, исследуя планету с помощью телескопа, астроном Джованни Скиапарелли описал ряд особенностей, которые он назвал Canali. Это слово было переведено неправильно, и на Марсе внезапно обнаружились каналы, причем, как подумали люди, искусственного происхождения. Спустя двадцать лет другой астроном, Камиль Фламмарион тоже определил особенности поверхности искусственного происхождения, и люди окончательно поверили в то, что на планете может быть жизнь. Восприятие общественности привело к возникновению целого ряда научно-фантастических романов на тему Марса вроде «Войны миров» Герберта Уэллса.
Достижения в области телескопов, которые пришли позже, позволили взглянуть на планету по-новому. Астрономы смогли измерить температуру планеты, определить ее атмосферное содержание и массу. На протяжении 1960-х годов, Советский Союз пытался отправить восемь зондов к Марсу, но ни разу так и не достиг успеха, хотя в 1970-х годах на Марс успешно прибыли орбитальные аппараты. NASA безуспешно попыталась отправить к Марсу Mariner 3, а вот Mariner 4, запущенный в 1964 году, успешно облетел планету и показал, что она мертва. И все же, вслед за этими разведчиками, миссии «Викингов» стали настоящим первым вторжением: 20 июля 1976 года зонд приземлился на Красную планету для проведения беспрецедентной миссии, которая продлилась до 1982 года. Вскоре за ним последовал «Викинг-2», приземлившийся на Марс в сентябре 1976 года и проработавший до 1980.
Несмотря на успех миссии, только в 1997 году на Марс был выгружен первый передвижной ровер в рамках миссии Mars Pathfinder. Последовавшая за ним миссия Mars Climate Orbiter провалилась из-за человеческой ошибки, а еще несколько марсианских зондов просто не долетели. В 2004 году NASA запустила марсоходы «Спирит» и «Оппортьюнити», которые оказались не в пример успешными. В 2012 году на смену этим роверам прибыл «Кьюриосити», который до сих пор работает.
Юпитер
Крупнейшую планету нашей Солнечной системе, Юпитер, наблюдают с самых древних времен. Она помогала китайцам вести 12-летний цикл, и ее назвали в честь царя римских богов. Также она была целью многих астрономов. Галилей первым наблюдал четыре главных спутника Юпитера, теперь известные как галилеевы луны: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто, названные в честь любовников Зевса. Астроном Роберт Гук обнаружил крупную систему бурь на газовом гиганте, а в 1665 году это подтвердил Джованни Кассини, параллельно впервые заметив Большое Красное Пятно, которое формально было обнаружено в 1831 году. Не имея под собой твердой почвы, бури на Юпитере бушуют как только могут. Астрономы Джованни Борелли и Кассини, используя орбитальные таблицы и математику, обнаружили нечто странное: будучи в оппозиции к Земле, Юпитер на семнадцать минут опаздывает относительно расчетов, что говорит о том, что свет не является мгновенным явлением, а имеет задержку.
В 1900-х годах наблюдения привели к другим открытиям: используя радиотелескоп для изучения Крабовидной туманности с 1954 по 1955 год, астроном Бернард Берке обнаружил помехи с одной части неба и в конце концов выяснил, что Юпитер излучает волны вместе с излучением планеты. В 1973 году миссии «Пионера» стали первыми зондами, пролетевшими мимо планеты и сделавшими ряд близких снимков. В 1977 году с Земли были запущены две миссии зондов «Вояджер-1» и «Вояджер-2», предназначенные для изучения внешних планет Солнечной системы. Первый из них достиг Юпитера двумя годами позже: «Вояджер-1» прибыл в марте 1979 года, а «Вояджер-2» - в июле 1979 года. Оба обнаружили много полезной информации о планете и ее спутниках, прежде чем отправиться дальше, нашли небольшую систему колец и дополнительные спутники. В 1992 году к Юпитеру прибыла миссия «Улисс»; в 1995 году на орбиту планеты вышли зонды «Галилей»; «Кассини» пролетел в 2000 году, а «Новые горизонты» - в 2007. В 1994 году ученые также наблюдали нечто невероятное: в южный горизонт Юпитера врезалась планета Шумейкера-Леви, оставив огромный шрам в атмосфере планеты. В настоящее время предпринимаются попытки изучать спутники Юпитера, некоторые из которых могут быть прекрасными кандидатами для жизни
Сатурн
Шестая планета от Солнца, возможно, самая интересная и является последней классически признанной планетой: римляне назвали ее в честь своего бога земледелия. И только в 1610 году Галилей обратил внимание на самую яркую особенность планеты. Изучая ее свойства, он решил, что наткнулся на несколько орбитальных спутников. Но в 1655 году Христиан Гюйгенс, вооружившись более мощным телескопом, выяснил, что эта особенность представляет собой кольца, окружающие планету. Вскоре после этого он нашел первый спутник Сатурна, Титан. В 1671 году Джованни Кассини нашел четыре дополнительных луны: Япет, Рею, Тетис и Диону в разрывах между кольцами планеты, после чего его осенило: эти кольца состояли из частиц поменьше. В 1789 году немецкий астроном Уильям Гершель отметил еще две луны: Мимас и Энцелад, а за следующие сто лет были найдены еще два спутника: Гиперион в 1848 году и Феба в 1899.
Когда NASA начало исследовать внешние планеты, Сатурн сначала посетил зонд «Пионер-11» в сентябре 1979 года, сделав несколько снимков. Зонды-близнецы «Вояджер» прибыли следующими, в 1980 и 1981 годах, обеспечив нас снимками высокого разрешения. Планета стала развилкой для пары зондов: «Вояджер-1» использовал Сатурн для разгона и вылета из Солнечной системы, а «Вояджер-2» отправился к Урану. Только в 2004 году планета получила следующего посетителя в виде миссии «Кассини», которая до сих пор изучает планету и ее спутники.
Уран
Седьмую планету, Уран, было сложно найти без помощи телескопов, поэтому ее история не такая длинная, как у других планет. Наблюдая за небесами в декабре 1690 года, астроном Джон Фламстид первым обнаружил планету, но решил, что это звезда 34 Tauri. И только 31 марта 1781 года Гершель первым решил, что эта звезда на самом деле является кометой. Дальнейшее изучение этой «кометы» привело к тому, что она оказалась планетой. Гершель назвал ее Georgium Sidus в честь короля Георга Третьего, но в конце концов планета получила название Урана в честь Хроноса. Открытие было беспрецедентным: нашли самый далекий объект в Солнечной системе. В 19 веке астрономы отметили кое-что странное в орбите этого объекта: он не отвечал математическим теориям и отклонялся от своего курса. Очевидно, на него оказывало влияние что-то еще, дальше в Солнечной системе.
Но самой необычной особенностью планеты была ее ориентация: вместо того чтобы вращаться как другие планеты в системе, Уран лежит и вращается на боку. Причина этого неизвестна; в качестве теории выдвигают планетарное столкновение. В 2009 году члены Парижской обсерватории предположили, что когда планета была в зародышевом состоянии, в планетарном диске сформировалась луна, которая раскачала планету. В 1986 году зонд «Вояджер-2» прошел мимо Урана, изучив атмосферу планеты и открыв ряд дополнительных спутников и кольцевую систему. Он стал первым и единственным зондом, достигшим этой планеты; в настоящее время не планируется никаких дальнейших миссий.
Нептун
Последняя «официальная» планета в нашей Солнечной системе - это Нептун. Вращаясь в 30 а. е. от Солнца, он стал первой планетой, которая была обнаружена с помощью математических расчетов, а не прямых наблюдений. Изучая Уран, астрономы обнаружили, что планета не соответствует их прогнозам, и попытались решить этот вопрос. На тот момент уже было известно, что орбита планеты подвержена влиянию других крупных тел Солнечной системы, но даже при всем этом, Уран нарушал ожидания. В 1835 году комета Галлея достигла перигелия чуть позже, чем предполагалось, что привело астрономов к мысли о том, что существует дополнительный объект в системе, который и оказывает влияние на Уран.
Астрономы начали искать дальше, чтобы объяснить движение планеты. В Англии и Франции были свои астрономы, которые первые наткнулись на след: Джон Коуч Адамс и Урберн Леверье. С 1843 по 1845 годы Адамс проделал верные расчеты, но был отвергнут Королевским астрономическим обществом. Леверье пришел к подобному решению и обратился к Иоганну Готфриду Галле, который, следуя инструкциям Леверье, обнаружил новую планету там, где и было предсказано, 23 сентября 1846 года. В следующем месяце английский астроном обнаружил спутник Нептуна Тритон. Солнечная система увеличилась в размерах в два раза вместе с открытием.
Нептун был посещен зондом «Вояджер-2» 25 августа 1989 года, где тот взял показания планеты и отправился изучать Тритон, рядом с которым также нашел луну Нереиду. В то же время было обнаружено, что планета была очень теплой, гораздо теплее, чем ожидалось, и обладает турбулентной атмосферой с Большим Темным Пятном, похожим на юпитерианское Большое Красное Пятно. Посетив Нептун, «Вояджер-2» покинул Солнечную систему и отправился в глубокий космос.
История открытия Солнечной системы, ее планет, это интересный способ взглянуть на историю науки и понимания человечеством наших близких соседей. Изучение наших планет меняло наш взгляд на мир вокруг нас и понимание нашего места во Вселенной.
