Планеты-1
Мир состоит из звезд и из людей.
Там, в высоте,
Спокон веков, таинственно далеких,
Там, в высоте,
В садах небес, роскошных и глубоких,
Там в высоте,
Вкруг солнц, бесчисленных и сходных
С огнистым улеем, там, в высоте,
В сверкании пространств холодных,
Вращаются, впивая дивный свет,
Рои трагических планет.
© Эмиль Верхарн
В прошлой статье мы начали изучать характеристики небесного тела, которыми оно должно обладать, чтобы быть принятым в детсадовскую планетарную группу. Иными словами, не каждое небесное тело подходит под это определение.
Начали мы с движения шарообразных карапузов по орбите вокруг родительской звезды. Следующее необходимое свойство небесного тела для получения статуса «планета» - это его масса.
Все планеты имеют близкую к сферической форму. Это определяется их массой. Она должна быть достаточной, чтобы гравитация небесного тела была способна привести ее к гидростатическому равновесию. Это равновесие собственных гравитационных сил и направленных в противоположную сторону сил давления окружающей среды. Это равновесие определяет сферическую форму планеты. Однако, существует некий верхний предел массы, примерно равный 13 массам Юпитера, после чего в небесном теле начинаются термоядерные реакции и оно становится уже звездой, а именно коричневым карликом. То есть наш карапуз не должен быть ни слишком худ, ни слишком упитан. Массы должно быть в меру.
Третья необходимая для получения статуса «планета» характеристика (первую мы рассмотрели в предыдущей статье – это движение вокруг родительской звезды по чистой орбите) – это т.н. жидкая дифференциация. На ранних этапах развития, пока личность небесного карапуза еще окончательно не сформирована, планеты пребывают в жидком, текучем состоянии. По мере роста и взросления, более тяжелые вещества оседают к центру планеты, а более легкие остаются на поверхности. Все планеты земной группы (о них мы поговорим подробнее позднее) имеют сходное строение: в центре расположено ядро, которое покрывает мантия, сверху которой расположена кора. В газовых же гигантах (см. следующая статья) мантия плавно перетекает в атмосферу.
Ядро представляет собой самые внутренние слои планеты. Оно может состоять из чередующихся твердых и жидких слоев, но также может быть как полностью твердым, так и полностью жидким. В случае планет земной группы ядра состоят из ферромагнитных веществ, таких как железо и никель. Состав ядер газовых гигантов до сих пор является спорным вопросом астрономии. По одной теории они также могут быть железистыми или каменистыми, по другой состоят из металлического водорода (совокупность фазовых состояний водорода, находящегося под очень большим давлением и претерпевшего фазовый переход).
Мантия жидким горячим одеялом укутывает тяжелое ядро. Для планет земной группы она образовывается в результате отделения от первичного планетарного вещества более тяжелой металлической части и ее последующего оседания в центр небесного тела и плавления, продукты которого формируют кору. Мантия представляет собой очень вязкое, тугое вещество, состоящее из силикатов, чья плотность выше, чем у коры.
Кора же, как и вся планета в целом, похожа на сахарную корочку в изысканном французском десерте крем-брюле: твердая, но хрупкая и легкая, она покрывает густую вязкую массу мантии, а та, в свою очередь, покоится на твердой тарелке ядра.
Для попадания в детсадовскую планетарную группу карапуз-кандидат должен обладать еще одной важнейшей характеристикой, а именно внутренним магнитным моментом, который создает магнитосферу. Магнитный момент – это величина, характеризующая магнитные свойства объекта, т.е. его способность создавать и воспринимать магнитное поле. Магнитосфера – это создаваемая магнитным моментом область вокруг намагниченного небесного тела, которое определяет поведение окружающей это тело плазмы (частицы, излучаемые звездой; в случае Солнечной системы речь идет о т.н. солнечном ветре). Этот кокон ломает все планы солнечного ветра на безжалостную бомбардировку поверхности планеты своими частицами (которые, в частности, прервали бы любую жизнь за счет своей радиации) и заставляет его менять свое направление и «обтекать» ее. Магнитное поле всегда возникает из-за движения заряженных частиц. В формировании магнитосферы планет важнейшую роль играет магнитогидродинамический эффект. Это возникновение магнитного поля при движении электропроводимой жидкости (т.е. мантии в случае планет) или ионизированного (заряженного) газа в магнитном поле.