Файл: Пекер Ж.К. Экспериментальная астрономия.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.06.2024

Просмотров: 105

Скачиваний: 0

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

МНОЖЕСТВЕННОСТЬ ОБИТАЕМЫХ МИРОВ

117

Остается лишь одна планета, внешняя по

отношению

к орбите Земли, где как будто можно предположить на­

личие жизни. Возникла

д а ж е «астробиология»,

связан­

ная с изучением проблемы жизни на Марсе и

основанная

советским

астрономом

Г. А. Тиховым. Что

ж е

можно

сказать о

Марсе?

 

 

 

Существуют не слишком много астрофизических ме­ тодов изучения Марса . Поскольку его видимый угловой диаметр изменяется от 4 до 26" (в лучшем случае), ряд деталей его поверхности можно наблюдать визуально. Окраска и внешний вид меняются от места к месту и с течением времени. М о ж н о получить довольно приличные спектры деталей, можно т а к ж е измерить поляризацию и рассеяние излучения для различных длин волн и углов падения солнечных лучей, освещающих марсианскую ат­ мосферу.

Изучение марсианской атмосферы в первую очередь показало, что она очень разреженная, бедна кислоро­ дом, но богата углекислым газом. Водяной пар т а к ж е присутствует, но в очень малых количествах; новое, по­ лученное в последнее время подтверждение состоит в обнаружении четко выраженных кратеров, свидетель­ ствующих об отсутствии заметной эрозии.

Сравним столбцы табл. 3 для Марса и Земли. Из этого сравнения вытекает, что любая форма жизни на Марсе не может быть очень похожей на земную. Боль ­ шой интерес представляют установки, называемые «фи­ тотронами», в которых можно воспроизвести условия марсианской атмосферы (низкое давление, высокое со­ держание углекислого газа, низкую влажность, погло­ щение синих лучей), так или иначе имеющих отношение к возникновению жизни. Эксперименты подтвердили, что на Марсе могли бы выжить и развиваться мхи, лишай­ ники и некоторые бактерии. Однако необходимо отме­ тить ограниченность такого эксперимента: какие из представленных здесь организмов могут существовать на марсианских скалах, какие — в грунтовых водах и под­ земных газах? Кроме того, в этом эксперименте учиты­ ваются лишь некоторые параметры, которые, возможно, могут оказаться существенными только для земных ор­ ганизмов. Но только ли эти параметры важны? Не могут


118 ГЛАВА ѴІ

ли возникнуть совершенно особые формы жизни при наличии, например, сильного магнитного поля? Однако при правильном учете различии условии для Марса и Земли подобные установки могут принести много поль­ зы для изучения жизни как на Земле, так и на Марсе .

Какие ж е данные в настоящее время дают нам пря­ мые наблюдения Марса?

П р е ж д е

всего, упомянем марсианские каналы, кото­

рые якобы

наблюдали Скиапареллп и Ловелл; но мы не­

медленно поместим их в мешок, наполненный волшеб­ ными сказками .

В действительности при наблюдении Марса в теле­ скоп можно различить белые полярные шапки и темные пятна переменных размеров, выделяющиеся на фоне

светлой желто -оранжевой поверхности. Внешний

вид

этих деталей весьма изменчив; сравнивая их

изменения

с сезонными изменениями земной растительности,

мож­

но предположить существование обильной

раститель­

ности. Уже в 1927 г. Шлиппер считал, что темную синезеленую окраску этим областям, возможно, придают марсианские растения.

Эти сезонные изменения можно описать, как и на Земле, рассматривая два полушария, находящихся в разных фазах при полуобращенин планеты. Напомним,

что наклонение плоскости экватора Марса к

плоскости

его орбиты равно 24° (сравните с 23°27' для

З е м л и ) , а

период его обращения вокруг Солнца равен

687 суткам

(365 для З е м л и ) . Следовательно, эволюцию

внешнего

вида поверхности Марса можно представить так: в на­ чале весны светлые пятна, расположенные вблизи полю­ сов, становятся более отчетливыми. Контрастность их возрастает, а полярные шапки значительно уменьшаются и отступают (по-видимому, вследствие нагрева и испа­

рения),

о б н а ж а я

отдельные

очень светлые области, ко­

торые,

вероятно,

являются

элементами рельефа Марса .

Волна изменений идет от полярных шапок: темные об­

ласти

на

низких широтах становятся еще темнее только

к концу весны, после того как это явление

начинает

ос­

лабевать

на высоких широтах. Зимой «темные» пятна

становятся очень бледными, особенно перед

тем, как над

ними

пройдет волна потемнения, идущая

от полюса

к


МНОЖЕСТВЕННОСТЬ ОБИТАЕМЫХ МИРОВ

119

экватору. Возможно, причиной этих изменений цвета яв­

ляются вариации

влажности, вызванные

меридиональ­

ной циркуляцией.

Но следует отметить,

что уже в

1930 г. Антониади наблюдал темные пятна, окраска ко­

торых изменялась от

коричневой

к красной

во

время

марсианской осени, удивительно

похожей на

земную

осень.

 

 

 

 

Эти сезонные изменения трудно наблюдать;

они

очень

сложны по характеру

и частично

маскируются

другими

переменными явлениями. Как мы знаем, в марсианской

атмосфере часто появляются белые облака

(пыль,

ту­

ман, состоящий, возможно, из кристаллов

л ь д а ) ;

она

пронизана сильными потоками пыли (ветры с «марсиан­ ских пустынь», желто - оранжевая окраска которых, воз­

можно,

вызвана

наличием

окислов

ж е л е з а ) ,

а иногда

покрыта

синей

«дымкой»

(утренние

туманы,

состоящие

из капель воды, возможно, аналогичные ночным светя­

щимся облакам на

З е м л е ) . Кроме

того,

на

поверхности

Марса

происходят

нерегулярные

явления,

 

изменяющие

от года

к году вид

некоторых

районов

Марса .

Иногда

такие изменения продолжаются несколько лет.

 

 

Поляризационные измерения дали нам дополнитель­

ную информацию о природе этих изменений

марсианской

поверхности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поляризация зависит от фазового угла

и очень

силь­

н о — от

рассеивающих

свойств

среды,

в

данном

слу­

ч а е — поверхности

Марса . При

наблюдениях

измеряется

степень

поляризации

 

 

 

 

 

 

 

 

где Л и

h — амплитуды

интенсивности

(электрического

вектора)

в «картинной»

плоскости

(рис. 34)

и вдоль

оси,

перпендикулярной этой плоскости. Заметим,

что

связь р

и Vi мало зависит

от других параметров

(хотя,

вообще

говоря, следует также учитывать положение нормали к

рассеивающей

поверхности относительно

картинной

плоскости).

 

значение угла V заключено в пределах

 

Д л я

Марса

от

0 до

45°;

на

рис. 35 поляризация представлена в ви­

де

функции

от

V. Эти измерения, впервые предложенные


120

ГЛАВА VI

Л ио в 1922 г., были

проведены Дольфюсом в 1948—

1956 гг. Следуя Дольфюсу, мы представили графики ре­ зультатов измерений поляризации оранжевых областей (марсианские пустыни вблизи центра диска), темных об­

ластей

и полярных шапок отдельно. Д л я

того

чтобы

можно

было

оценить

степень «индивидуальности»

каж ­

дой кривой,

на этом

же рисунке приведены

аналогичные

Наблюдатель

Р и с . 34.

Поляризация

солнечных

лучей

вследствие

их рассеяния

 

в

атмосфере

планеты.

 

кривые

для Луны и Венеры,

а на

рис. 36 и 37

даны гра­

фики результатов измерений тех ж е параметров для раз ­ личных земных материалов.

Следует отметить, что сезонные изменения на

пла­

нете сопровождаются значительными вариациями

поля­

ризации.

 

Разумеется, марсианские облака создают дополни­ тельную поляризацию, которую не всегда легко исклю­ чить. Однако, когда это удается сделать, как нам интер­ претировать данные измерений параметров поляризации?

Относительно желтых пустынь ответ ясен. Соответ­

ствующие кривые очень хорошо совпадают с

кривыми

для лимонита; марсианские пустыни, вероятно,

состоят


МНОЖЕСТВЕННОСТЬ ОБИТАЕМЫХ МИРОВ

121

из лимонита (пли из очень похожего минерала) в рас­ пыленном состоянии.

 

 

45°

90°

135°

180 е

Р и с.

35.

Поляризация

атмосферой или поверхностью планет и

Луны. По оси абсцисс

отсчитывается угол V, определенный на

рис.

34.

По

оси ординат — относительная

величина

поляризованной

 

 

 

части

света в тысячных

долях.

 

В отношении полярных районов лабораторные иссле­ дования показывают, что удовлетворительное объяснение состоит в том, что покров этих областей, напоминающий