Почему в космосе так холодно, если Солнце горячее?

На Венере температуры исключительно высокие. Там так горячо, что плавится даже свинец. Это самая жаркая планета Солнечной системы, с высоким давлением и сверхмощными ветрами. Ветры там в пятьдесят раз быстрее, чем вращение планеты. Со временем они усиливаются, и ученые не знают почему. В облаках планеты было обнаружено кое-что интересное — некий признак разложения биологической материи. Может ли там существовать жизнь? Вряд ли, ведь на Венере сухая, ветреная атмосфера и почти нет воды.

Кольца вокруг планет встречаются чаще, чем мы думали. Кольца Сатурна — самые известные из них. Они частично состоят из отражающего, блестящего водяного льда: такого больше нет нигде во всей Солнечной системе. У Юпитера, Урана и Нептуна тоже есть кольца, и они, скорее всего, состоят из пыли и каменистых частиц. Кольца бывают не только у планет! Астрономы обнаружили кольца и вокруг одного астероида. Кстати, как думаете, почему их нет у Земли? У газовых гигантов кольца есть, а у твердых планет их нет. Есть две основные теории, которые объясняют, как образуются кольца. Они могут быть остатками тех времен, когда планеты еще только формировались. Или они могут быть остатками материала от удара, который уничтожил неизвестный спутник, или гравитация родительской планеты могла просто разорвать его на части.

Почему же кольца есть только у газовых планет? Они образовались во внешней области Солнечной системы, в то время как твердые планеты — только во внутренних ее кругах. Возможно, эти внутренние планеты просто имели лучшую защиту от ударов, которые могли образовать кольца. Кроме того, во внешней Солнечной системе больше спутников. И колец там тоже больше. Большие планеты имеют больший объем, и их кольца более стабильны. Возможно, раньше у Земли и были кольца. Давным-давно наша планета столкнулась с объектом размером с Марс, что могло привести к образованию плотного кольца частиц. Но наша история немного отличалась от истории внешних планет! Так что эти кольца, вероятно, объединились и образовали Луну.

Какую форму имеет Вселенная? В общей теории относительности Эйнштейна говорилось, что она может быть в одной из этих трех форм: замкнутой, как сфера, открытой, как седло или плоской, как лист бумаги. Ее форма определяет, бесконечна она или нет, и будет ли расширяться вечно или в какой-то момент разрушится. Форма Вселенной зависит от ее плотности и скорости расширения. Лучший способ определить ее форму — использовать реликтовое излучение. Это остаточное послесвечение, то, что осталось от Большого Взрыва. Звуковые волны, которые двигались по Вселенной на ранних стадиях ее развития, вызывали небольшие пространственные колебания температуры ее слабого света. Исследования показали, что Вселенная может расширяться во всех направлениях, а это означает, что она плоская.

Почему наше Солнце горячее, а Луна холодная? Солнце выделяет тепло, потому что его ядро невероятно горячее. В нем очень высокое давление, и водород там превращается в гелий. Вот как Солнце создает свет и тепло. Солнечного света и тепла достаточно, чтобы освещать Землю и поддерживать на ней жизнь, даже несмотря на то, что Солнце находится от нас примерно в ста пятидесяти миллионах километров. Луна не горячая, потому что у нее нет атмосферы, и она не может поглощать солнечный свет, как это делает наша планета. Ее поверхность сильно раскаляется в дневное время — примерно до ста градусов. Но так как там нет атмосферы, температура ночью резко падает до минус ста семидесяти трех градусов.

Солнце очень горячее, но пространство вокруг него очень холодное. Тепло — это энергия, которая находится в объектах. С помощью температуры мы понимаем, является ли что-то горячим или холодным. Когда тепло передается определенным объектам, их температура повышается. Если тепло убрать, температура понизится. Тепло передается тремя способами — конвекцией, проводимостью и излучением. Конвенция работает в газах и жидкостях, а проводимость — в твердых телах. Температура влияет только на материю. В космосе частиц мало и теплопроводность там неэффективна. В этом плане там работает только излучение.

Когда тепло от Солнца попадает на объект в форме излучения, атомы этого объекта поглощают энергию. Эта энергия перемещает атомы и на протяжении всего процесса заставляет их выделять тепло. В космосе температура объектов долгое время не меняется. Холодное остается холодным, а горячее — горячим. Если поместить что-либо за пределы земной атмосферы и подвергнуть воздействию прямых солнечных лучей, Солнце нагреет этот предмет примерно до ста двадцати градусов. Температура объектов в космосе, которые окружают нашу планету и не получают прямого солнечного света, равна десяти градусам. Это так, потому что есть молекулы, которые покидают нашу атмосферу, и Солнце их нагревает.

Раньше считалось, что вода в космосе — редкость. Но теперь мы знаем, что во всей нашей Солнечной системе есть водяной лед. Обычно воду можно найти на астероидах и кометах. Еще она может быть в кратерах на Меркурии и Луне, которые находятся в постоянной тени. На Марсе есть лед на полюсах, под поверхностной пылью и в инее. Возможно, этого мало для поддержки человеческих колоний, но все же это лучше, чем ничего. На некоторых других объектах в Солнечной системе тоже есть лед, например, на карликовой планете Церере, одном из спутников Сатурна. А на Европе, одном из спутников Юпитера, даже могут быть признаки жизни. Есть вероятность, что под его замерзшей поверхностью скрывается целый океан. В нем может быть в два раза больше воды, чем во всех океанах Земли.

На Титане, самом большом из спутников Сатурна, тоже имеется жидкость, но это не вода. Эта жидкость перемещает материалы между поверхностью и атмосферой. На первый взгляд, это похоже на круговорот воды на Земле. Но огромные озера на Титане заполнены этаном и метаном. Есть шанс, что они находятся над слоем воды. Нептун примерно в тридцать раз дальше от Солнца, чем Земля. Конечно, и он получает значительно меньше света и тепла. Но он излучает гораздо больше тепла, чем получает. В его атмосфере происходит гораздо больше событий, особенно, если сравнить его с соседним Ураном. Уран ближе к Солнцу, но он излучает такое же количество тепла, как и Нептун. Ветры на Нептуне безумно мощные — их скорость составляет две тысячи четыреста километров в час. Это может происходить из-за гравитационного сжатия или энергии, которая исходит от его ядра, или из-за Солнца.

Можете представить горячий лед? Его можно найти всего в тридцати трех световых годах от нас на одной экзопланете, которая состоит из разных водных элементов. Из-за давления лед там твердый. Но температура на поверхности доходит до трехсот градусов. Именно поэтому вода остается очень горячей и выходит в виде пара. Представьте, что вы кладете лед в кофе, чтобы его подогреть! При взгляде на звезды мы словно заглядываем в прошлое. Звезды находятся очень далеко, и их свету требуется больше времени, чтобы достичь нашей планеты. Так что, возможно, у некоторых из них уже закончилось топливо, и они больше не «живые». Столпы Творения — хороший тому пример. Это скопление газа в семи тысячах световых лет от нас в туманности Орел.

Это облако газа ученые впервые обнаружили еще в тысяча девятьсот девяносто пятом году, но на самом деле взрыв сверхновой разрушил его примерно шесть тысяч лет назад. И на снимке тысяча девятьсот девяносто пятого года изображены Столпы Творения, которым семь тысяч лет. Самый большой вулкан в Солнечной системе — гора Олимп, находится на Марсе. Он больше, чем весь штат Гавайи, и в сто раз больше, чем самый большой вулкан на Земле. Красная планета кажется спокойной, но когда-то на ее поверхности извергались огромные вулканы. Вулканы на Марсе вырастают такими большими из-за более слабой гравитации, по сравнению с Землей. Кроме того, кора на нашей планете постоянно движется, а марсианская кора, скорее всего, остается неподвижной.