Файл: Пекер Ж.К. Экспериментальная астрономия.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.06.2024

Просмотров: 92

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

96

ГЛАВА V

кривыми. Прежде всего среди больших кратеров должны встречаться кратеры вулканического, или, более точно, внутреннего происхождения. Напротив, некоторые из малых кратеров, образованных падением метеорных тел (их тем больше, чем меньше размер кратеров), должны были постепенно разрушаться, покрываясь слоем мик­ рометеоритов или лунной «пыли», возникшей в резуль­ тате как падений метеоритов, так и внутренних процес­ сов. Ниже станет ясно, почему я написал «пыли» в ка­ вычках.

Согласно этой гипотезе, вторичные кратеры возникли от ударов осколков, выброшенных с лунной поверхности упавшими метеоритами, образовавшими первичные кра­ теры. Количество вторичных кратеров ns, образованных при возникновении первичных кратеров, оценивается на основании имеющихся данных наблюдений, касающихся достаточно крупных кратеров (г > 400 м), расположен­ ных вдоль лучей и между лучами хорошо известного

кратера

Тихо.

Это

количество зависит

от

радиуса

р

первичного

кратера;

установлено,

что « s ~ r ~ s , где

s

немного

меньше 4.

Этот «закон»,

возможно,

несколько

произволен,

так

как

в нем используется

экстраполяция

ряда измерений, произведенных в небольшой области;

возможно, что этот «закон» зависит

от

физических

свойств

грунта

(твердость, плотность)

в

тех

областях,

где

образовались первичные

кратеры.

Более

того, то

ж е самое можно сказать о всех аспектах

этой

теории!

Тем

не

менее,

применяя этот

закон, можно

определить

количество первичных кратеров (которому на рис. 30 соответствует сплошная линия) из общего числа заме­ ченных кратеров. В итоге, сравнивая две непосредствен­ но связанные величины: количество первичных крате­ ров данного размера и количество метеоритов данной энергии, — мы можем дополнить эту теорию.

 

В. Природа

лунного

грунта

Конечно,

благодаря

экспериментам, произведенным

в последнее

время, мы

знаем о

поверхности Луны зна­

чительно больше, чем раньше, однако следует отметить,

что, несмотря на скороспелые выводы (в

том числе

и

с оттенком сенсационности), появившиеся

в прессе,

от-

ПРЯМЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВНЕЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА

97

крытия, сделанные с помощью советских и американ­ ских космических аппаратов, в целом подтверждают вы­ воды, которые можно сделать на основании наблюде­ ний, проведенных на Земле и, по крайней мере в настоящее время, не вызывают революции в астроно­ мических законах.

Приведем несколько примеров.

П р е ж д е всего удалось получить важную информа­ цию, наблюдая кратеры при различных условиях осве­

щения

(в разных фазах

Л у н ы ) :

было твердо уста­

новлено

существование

эрозии:

некоторые кратеры

перекрывают друг друга, рельеф других ровный и округ­ ленный; у отдельных кратеров (как, например, у кратера Коперник) обнаруживаются четко очерченные валы с крутыми вершинами (по Д о л ь ф ю с у ) . Существование этой эрозии, очевидно, никак не связано с движениями воды и воздуха, как это имеет место на Земле. Телеско­ пические исследования Луны показали, что происходит пластическая деформация скальных пород под влия­ нием локальных флуктуации температуры, а т а к ж е мельчайших метеорных частиц.

Из других видов лунных образований были исследо­ ваны центральные пики кратеров, невысокие горы (внутреннего происхождения?), встречающиеся, впро­ чем, довольно редко. Лучи и борозды, прямые или извилистные трещины, светлые складки, отвесные скалы...

Гипотезы, развитые для объяснения каждого из этих образований, опираются, в основном, на предположение об их внутреннем происхождении. Кроме того, произво­ дились наблюдения материала поверхностного покрова. Начнем с того, что его окраска неоднородна. Темные моря, яркие венцы, окружающие большие кратеры, очень яркая окраска внутренней поверхности самых молодых

кратеров — все это,

несомненно, связано с отражатель ­

ной способностью

грунта. Но чем объясняются такие

различия? Расхождением в структуре грунта или в его возрасте?

Поляризационные исследования Луны показали, что существует слабая зависимость поляризации от выбран­ ной точки, в частности от ее альбедо. Лио и затем Доль - фюс строго показали, что поляризация лунного грунта

4 Зак. 513

ПРЯМЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВНЕЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА

99

прилипают к поверхности «под действием сил, более

значительных,

чем сила

веса».

Впрочем, оптические (в

инфракрасной

области)

и радионзмереиия показали,

что лунные

материалы

очень

плохо проводят тепло.

В качестве характеристики распространения тепла при­

нимают

коэффициент

у =

(%рС)Ч'

(к — теплопровод­

ность,

р — плотность,

С — удельная

теплоемкость

мате ­

р и а л а ) .

Измерения

дают

для

Луны

у

=

1000.

Но

для

земных

тяжелых скальных

пород

у œ

20;

для

пористых

пород

(или лавы)

у

»

100;

для

раздробленных

мате ­

риалов

(порошок)

у «

200;

чтобы

получить в

лаборато ­

рии величины порядка

1000,

необходимо

провести

изме­

рения этого коэффициента для очень мелкого порошка, помещенного в вакуум.

Очевидно, что все эти результаты, полученные еще до проведения космических исследований, не подтверж ­ дают распространенного предположения, что лунный покров состоит из пыли. Мы все ж е должны определить, что значит слово «пыль». На Земле этим словом обо­

значают

не

только мелкоизмельченный

материал,

но

т а к ж е и

то

его свойство, что он ведет

себя почти

как

жидкость. Пыль течет так же, как песок из полного

товарного вагона; ее

поверхность — так же,

как

и ж и д ­

кости, находящейся

в равновесии, — плоская

и

ровная .

Эти

свойства у пыли

объясняются тем, что в пылинках

и на

их поверхности

находится воздух, который

вместе

с воздухом, содержащимся между пылинками, «смазы­ вает» частицы, и они легко скользят относительно друг

друга.

1

В вакууме, напротив, пыль не может иметь свойств жидкости. В отсутствие воздуха частицы слипаются; более того, если пыль находится в вакууме очень долго, из нее выделяются газы, содержащиеся внутри самих

частиц. Поэтому пылевые частицы твердого

материала

примыкают непосредственно

к соседним

частицам

или

к нижележащей

поверхности,

«склеиваясь» в

единое це­

лое. Контактные

силы (так

называемые

силы

ван

дер

Ваальса) зависят от взаимного расстояния частиц, воз­ веденного в седьмую степень. Поскольку это расстояние порядка размеров атомов, контактные силы более зна ­ чительны, чем гравитационные силы, вследствие чего

4*

100

 

ГЛАВА

V

 

 

частицы материала и соединяются

в одно целое; дру­

гими

словами,

пылевые частицы

склеиваются

друг

с другом, образуя легкий, твердый,

неоднородный

мате­

риал,

легко выветривающийся

и с

очень низкой

тепло­

проводностью.

 

 

 

 

Последние свойства, очевидно, зависят и от состава

пыли. Следует

отметить, что рыхлость, плохая теплопро­

водность поверхностного покрова и т. д. были установ­ лены еще до проведения прямых исследований Луны благодаря наземным телескопическим измерениям и привлечению физических и химических соображений.

К а к ж е все-таки объяснить различия между темны­ ми и светлыми областями Луны, если состав ее почвы

везде

один и

тот

же? При изучении рельефа выясни­

лось,

что

светлые

области — более молодые.

Это

озна­

чает,

что

они

систематически

разрушались

вследствие

уноса

материала,

вызываемого

не только

метеоритными

«потоками», с одной стороны, и внутренними

нелокаль­

ными

силами — с

другой, но также, вероятно, и элек­

тростатическими силами. Светлые районы рельефа

под

действием

эрозии

лишены в настоящее

время

поверхно­

стного

покрова. Темные области

долин

и

равнин покры­

ты более старыми материалами, часть которых, по-ви­ димому, попала из других областей (но только с по­ верхности этих областей). Возникновение этих различных свойств станет понятным, если учесть (как показывают лабораторные исследования), что при бомбардировке протонами, входящими в состав солнечного корпуску­ лярного излучения, поверхность скальных пород замет­

но темнеет.

 

 

 

Г. Космические

эксперименты

и природа

лунной

 

поверхности-

 

 

Подтвердили космические эксперименты только что изложенные представления или опровергли их? Фото­ графии лунного покрова, сделанные непосредственно

споверхности Луны советскими аппаратами «Луна»,

первыми

осуществившими

мягкую посадку на

Луну,

а т а к ж е

станциями типа

«Сервейор», выявили

крупно­

зернистую структуру породы (в масштабе нескольких сантиметров) лунного грунта (рис. 32). Серия снимков,

Смотрите также файлы