Добавлен: 08.07.2023
Просмотров: 551
Скачиваний: 4
Введение
Естествознание — совокупность знаний о природных объектах, явлениях и процессах[1]. Естествознание возникло до образования отдельных естественных наук. Оно активно развивалось в XVII—XIX (17-19) веках. Учёных, занимавшихся естествознанием или накоплением первичных знаний о природе, называли естествоиспытателями. Так же естествознание изучает и планеты.
Естествознание появилось более 3000 лет назад. Тогда не было разделения на физику, химию, биологию, географию и астрономию. Науками занимались философы. С развитием торговли и мореплавания началось развитие географии, а также астрономии, необходимой для навигации, а с развитием техники — развитие физики, химии.
В период позднего средневековья (XIV—XV века) постепенно осуществляется пересмотр основных представлений античной естественнонаучной картины мира и складываются предпосылки для создания нового естествознания, новой физики, новой астрономии, возникновения научной биологии. Такой пересмотр базируется, с одной стороны, на усилении критического отношения к аристотелизму, а с другой стороны, на трудностях в разрешении тех противоречий, с которыми столкнулась схоластика в логической, рациональной интерпретации основных религиозных положений и догматов.
Основная часть
Юпитер — крупнейшая планета Солнечной системы, пятая по удалённости от Солнца. Наряду с Сатурном, Ураном и Нептуном, Юпитер классифицируется как газовый гигант.
Планета была известна людям с глубокой древности, что нашло своё отражение в мифологии и религиозных верованиях различных культур: вавилонской, греческой и других.
Ряд атмосферных явлений на Юпитере: штормы, молнии, полярные сияния, — имеет масштабы, на порядки превосходящие земные. Примечательным образованием в атмосфере является Большое красное пятно — гигантский шторм, известный с XVII (17) века.
Юпитер имеет, по крайней мере, 79 спутников, самые крупные из которых —Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — были открыты Галилео Галилеем в 1610 году.
Спутники Юпитера:
- Мети́да, также известная как Юпитер XVI, — самый внутренний из спутников Юпитера. Была открыта в 1979 году на снимках, сделанных «Вояджером-1», и получила своё имя в 1983 году в честь первой жены древнегреческого бога Зевса, Метиды. Дополнительные наблюдения, совершённые с начала 1996 по сентябрь 2003 космическим аппаратом «Галилео», позволили составить общее представление об этом спутнике.
Метида находится в приливном захвате с Юпитером. Её максимальный размер почти в два раза превышает минимальный, и её длинная ось всегда указывает на планету. Метида обращается вокруг Юпитера быстрее, чем он — вокруг своей оси. В Солнечной системе есть ещё два таких спутника: Адрастея (спутник Юпитера) и Фобос (спутник Марса). Орбита Метиды пролегает прямо по внешнему краю главного кольца Юпитера, и, как полагают, является основным источником материи для него и кольца-гало наравне с Адрастеей.
Метида была обнаружена в 1979 году Стивеном Синнотом на снимках, сделанных КА «Вояджер-1», и получила временное обозначение S/1979 J 3. В 1983 году спутнику было дано официальное название в честь Метиды, одной из титанов и жены Зевса. На снимках «Вояджера-1» Метида видна как тусклая точка, и информации о ней было очень мало вплоть до прибытия в район Юпитера КА «Галилео». В 1998 году он позволил получить общее представление о спутнике и узнать больше о его составе.
Метиды сильно неправильная форма: её размеры составляют 60×40×34 км. Это второй наименьший из четырёх внутренних спутников Юпитера[4]. Её состав и масса неизвестны, но исходя из предположения, что по средней плотности она близка к Амальтее (~0,86 г/см³), её масса оценивается в 3,6×1016 кг. Такая плотность может означать, что эти спутники состоят в основном из водяного льда с пористостью 10—15 %.
Поверхность Метиды тёмная, красноватая и, судя по всему, сильно кратерированная. Ведущая сторона (обращённая в направлении орбитального движения) в 1,3 раза ярче ведомой. Вероятно, асимметрия вызвана тем, что ведущее полушарие испытывает частые столкновения с мелкими телами, которые выбивают на поверхность светлую материю (вероятно, лёд).
- Адрастея (др. греч Ἀδράστεια) — внутренний спутник Юпитера, второй по удалённости от планеты после Метиды. Известна также как Юпитер XV.
Была обнаружена 8 июля 1979 года американскими астрономами Дэвидом Джуиттом и Эдвардом Даниэльсоном на снимках, полученных межпланетной станцией «Вояджер-2», и получила временное обозначение S/1979 J 1. В 1983 году получила официальное название в честь древнегреческой богини Адрастеи, дочери Зевса. Аппарат «Галилео» получил более качественные фотографии, но даже на них размер Адрастеи составляет всего несколько пикселей[1].
Адрастея движется непосредственно в системе колец Юпитера и, предположительно, является для кольца источником материала. Орбита Адрастеи почти совпадает с орбитой Метиды. Она практически круглая и лежит почти в плоскости экватора Юпитера[1]. Её радиус меньше предела Роша для жидких спутников, но, очевидно, больше предела для твёрдых, поскольку эти спутники ещё не разорвало приливными силами. Но Метида и Адрастея облетают Юпитер быстрее, чем он делает оборот вокруг своей оси, и, как следствие, приливные силы постепенно уменьшают радиус их орбит. В отдалённом будущем они, скорее всего, столкнутся с планетой[2].
Спутник совершает оборот вокруг Юпитера за 7 часов и 9,5 минут. Период вращения вокруг своей оси неизвестен[2].
Адрастея, как и другие спутники, которые движутся в пределах колец, очищают от частиц окрестности своей орбиты. Ширина очищенной зоны для Адрастеи оценивается в 70 км (что в 2,5 раза меньше, чем для Метиды)[1].
Адрастея имеет размеры 25×20×15 км (средний диаметр — 20 км). Её масса составляет порядка 3⋅10−11 массы Юпитера. Высокая плотность (4,5 г/см3) свидетельствует о том, что спутник состоит преимущественно из силикатных пород. Поверхность очень тёмная: её альбедо равно 0,05. Звёздная величина составляет 18,7m.
- Амальтея (лат. Amalthea, др.-греч. Ἀμάλθεια) — один из внутренних спутников Юпитера. Пятый по размеру (уступает только галилеевым) и третий по удалённости от Юпитера среди всех его спутников.
Амальтея имеет неправильную форму (её длинная ось вдвое больше короткой) и усеяна кратерами. На её тёмно-красной поверхности выделяются светлые пятна. Судя по низкой плотности, Амальтея состоит в основном из рыхлого водяного льда. Она находится так близко к Юпитеру, что он выглядит с неё как огромный диск диаметром 46 градусов. Внутри её орбиты заключено «паутинное кольцо Амальтеи», образованное пылью с её поверхности.
Амальтея была обнаружена 9 сентября 1892 года Эдвардом Эмерсоном Барнардом. Она носит имя нимфы (или козы) Амалфеи из древнегреческой мифологии; также известна как Юпитер V. Была заснята с близкого расстояния космическими аппаратами «Вояджер-1» и «Вояджер-2» (1979), а также «Галилео» (работавшим в системе Юпитера с 1995 по 2003 год).
Амальтею открыл Эдуард Эмерсон Барнард 9 сентября 1892 года в Ликской обсерватории (США) с помощью 91-сантиметрового рефрактора. Она стала последним спутником, открытым в ходе визуальных наблюдений (а не методом фотографии), и первым спутником Юпитера, обнаруженным после открытия галилеевых спутников в 1610 году.
Барнард не считал нужным давать этому спутнику какое-либо имя. Он называл его просто пятым спутником Юпитера (JV, Jupiter V). В те времена номерами обозначали и галилеевы спутники — их имена, предложенные ещё в XVII веке, практически не использовали. Но другие астрономы вскоре после открытия JV предложили для него много вариантов названия. Так, Камиль Фламмарион в 1893 году предложил название «Амальтея» в честь козы (в более поздних вариантах мифа — нимфы) Амальтеи, вскормившей молоком младенца-Зевса (в римском пантеоне — Юпитера). Барнард же считал, что имя кормилицы Зевса не подходит такому маленькому объекту. Кроме того, ещё в 1871 году оно было задействовано для одного из астероидов. Тем не менее это имя постепенно вошло в употребление и в 1976 году было утверждено Международным астрономическим союзом на XVI Генеральной ассамблее.
- Фи́ва (др.-греч. Θήβη; латинизированная форма. Те́ба, Thebe) — естественный спутник Юпитера, четвёртый по расстоянию от планеты. Был открыт Стивеном Синнотом на пробных фотографиях космоса с «Вояджера-1», сделанных 5 марта 1979 года, и получил предварительное наименование S/1979 J 2. Позднее он был найден на снимках, датированных более ранним днём — 27 февраля 1979 года. В 1983 году спутник получил официальное название в честь мифологической нимфы Фивы, которая была дочерью речного царя Асопа и любовницей Зевса (греческий эквивалент Юпитера).
- И́ó (др.-греч. Ἰώ) — спутник Юпитера, самый близкий к планете из четырёх галилеевых спутников. Назван в честь мифологической Ио — жрицы Геры и возлюбленной Зевса. Имеет диаметр 3642 км, что делает его четвёртым по величине спутником в Солнечной системе.
Этот спутник — самое геологически активное тело Солнечной системы, на нём более 400 действующих вулканов. Такая активность обусловлена периодическим нагревом недр спутника в результате трения, которое происходит, скорее всего, из-за приливных гравитационных воздействий со стороны Юпитера, Европы и Ганимеда. У некоторых вулканов выбросы серы и диоксида серы настолько сильны, что поднимаются на высоту 500 километров. На поверхности Ио можно заметить более ста гор, которые выросли благодаря сжатию в основании силикатной коры спутника. Некоторые из этих пиков выше Джомолунгмы — например, гора Южная Боосавла превышает её вдвое. В отличие от большинства спутников во внешней части Солнечной системы (которые в основном состоят из водяного льда), Ио в основном состоит из силикатных пород, окружающих расплавленное ядро из железа или сернистого железа. Бо́льшую часть поверхности Ио занимают равнины, покрытые серой или замёрзшим диоксидом серы.
В дальнейшем Ио наблюдали космический аппарат «Кассини-Гюйгенс» в 2000 году и космическая межпланетная станция «Новые горизонты» в 2007 году, а также, благодаря развитию технологий, наземные телескопы и космический телескоп «Хаббл».
В течение двух последующих веков на Ио не могли различить никаких деталей: она наблюдалась только как точка света 5-й величины. В XVII веке Ио и другие галилеевы спутники использовались в различных целях: с их помощью моряки определяли долготу, проверялся третий закон Кеплера о движениях планет, а также определялось время, за которое свет пройдёт расстояние между Юпитером и Землёй. На основе эфемерид, полученных астрономами, такими как Джованни Кассини, Пьер-Симон Лаплас создал математическую теорию, объясняющую орбитальные резонансы Ио, Европы и Ганимеда. Эти резонансы, как обнаружилось позднее, оказали огромное влияние на геологию этих трёх спутников.
Ио не похожа на большинство спутников газовых планет (содержащих много льда) и состоит в основном из силикатов и железа, как и планеты земной группы. Ио по размеру немногим больше спутника Земли — Луны. Её средний радиус равен приблизительно 1821,3 километра (на 5 % больше среднего радиуса Луны), а масса составляет 8,9319×1022 кг (примерно на 21 % больше, чем у Луны). Ио имеет форму эллипсоида, большая ось которого направлена в сторону Юпитера. Среди галилеевых спутников по массе и объёму Ио стоит после Ганимеда и Каллисто, но перед Европой.
- Евро́па (др.-греч. Ἐυρώπη), или Юпитер II — шестой спутник Юпитера, наименьший из четырёх галилеевых спутников. Обнаружена в 1610 году Галилео Галилеем и, вероятно, Симоном Марием в то же самое время. На протяжении столетий за Европой велись всё более всесторонние наблюдения при помощи телескопов, а начиная с семидесятых годов двадцатого века — и пролетающих вблизи космических аппаратов.
По размерам уступая Луне, Европа состоит в основном из силикатных пород, а в центре содержит железное ядро. Поверхность состоит изо льда и является одной из самых гладких в Солнечной системе; на ней очень мало кратеров, но много трещин. Легко заметная молодость и гладкость поверхности привели к гипотезе, что под ней находится водяной океан, в котором не исключено наличие микроскопической жизни. Вероятно, он не замерзает благодаря приливным силам, периодические изменения которых вызывают деформацию спутника и, как следствие, нагрев его недр. Это же служит причиной эндогенной геологической активности Европы, напоминающей тектонику плит. У спутника есть крайне разрежённая атмосфера, состоящая в основном из кислорода.
Интересные характеристики Европы, особенно возможность обнаружения внеземной жизни, привели к целому ряду предложений по исследованиям спутника. Миссия космического аппарата «Галилео», начавшаяся в 1989 году, предоставила большую часть современных данных о Европе. В бюджете NASA на 2016 год выделены средства на разработку автоматической межпланетной станции Europa Clipper, предназначенной для изучения Европы на предмет её обитаемости, запуск наиболее вероятен в середине 2020-х гг. Запуск аппарата для изучения ледяных спутников Юпитера, Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE), запланирован на 2022 год.
Наряду с тремя другими самыми большими спутниками Юпитера (Ио, Ганимедом и Каллисто), Европа была открыта Галилео Галилеем в январе 1610 года при помощи изобретённого им телескопа-рефрактора с 20-кратным увеличением.