Титан, как и Энцелад, окружен атмосферой, причем очень похожей на земную. Она, как и воздушная оболочка Земли, состоит в основном из азота; правда, вместо кислорода вторым по объему в ней является метан.
Как и на нашей планете, в небе Титана иногда собираются наполненные влагой облака. И тогда из них на поверхность спутника начинают сыпаться дождь и снег. Причем как предполагают исследователи, ливни на Титане очень интенсивные: за несколько часов там может выпасть до одного метра, а то и более осадков. А капли дождя достигают 1 сантиметра в диаметре. Но ливни на Титане — большая редкость. Поэтому климат там такой же, как в самых жарких пустынях Земли.
Однако говоря об огромном количестве выпадающей с ливнями влаги, следует учесть, что даже если в любой момент времени в какой-то точке Титана идет метановый дождь, тем не менее в этой же точке дожди, вероятнее всего, выпадают раз в несколько сотен лет. Но при этом сразу может выпасть слой влаги толщиной в несколько метров.
Но, естественно, то огромное количество влаги, которая появляется на поверхности Титана после проливных дождей, должно куда-то деваться. И ученые уже давно предполагают, что эта влага стекает в огромные реки и озера.
Действительно, еще в 1995 году на основе информации, полученной с помощью телескопа «Хаббл», а также других средств наблюдения, планетологи предположили, что на Титане существуют озера и реки, заполненные жидким метаном.
Но только в июле 2009 года был замечен солнечный блик от жидкой поверхности, что явилось прямым доказательством существования на Титане метановых озер.
До этого радар «Кассини» также зафиксировал вблизи полюсов очень ровную поверхность, которая принадлежала жидким метановым водоемам.
Радарные снимки метановых озер в южном полярном регионе были получены с «Кассини» в июне 2005 года, а в июле 2006 года были сфотографированы озера в северном арктическом регионе.
В марте 2007 года «Кассини» передал на Землю снимки нескольких гигантских озер, обнаруженных недалеко от Северного полюса. Крупнейшее из них достигает в длину 1000 километров. Его площадь сравнима с площадью Каспийского моря. Площадь же другого озера-гиганта равняется 100 000 квадратных километров. А вот таких пресноводных озер на Земле нет…
Трудно представить, что есть места, где из жерла вулкана вместо раскаленной магмы, черного дыма и пепла наружу вырываются клубы… кристалликов льда. Но оказывается, такое вполне возможно. Правда, не на Земле, а на далеком ледяном Титане.
У планетологов этот процесс носит название криовулканизма. А приставка «крио» как раз и указывает, что грозные криовулканы Титана извергают не расплавленную породу, а раскрошенный лед, холодные потоки воды, аммиак и метан.
Впрочем, о существовании на Титане подобного явления ученые догадывались давно. Но доказать это они не могли. И только благодаря космическому аппарату «Кассини», передавшему на Землю снимки поверхности спутника, астрономы получили веские доказательства в пользу существующей версии. На фотографиях хорошо заметна легкая дымка, которая висит над рельефом, похожим на застывшие потоки жидкости. Кроме того, аппарат установил наличие в этих районах снега из аммиака.
Наличием криовулканов прекрасно разрешается загадка присутствия большого количества метана в атмосфере спутника. Согласно расчетам, Титан вряд ли смог бы длительное время удержать столько этого газа в атмосфере, если бы у него не было постоянного дополнительного источника. И этим источником как раз и является криовулканизм.
Кстати, криовулканы обнаружены и на некоторых других небесных телах Солнечной системы. Впервые же это явление зафиксировал космический аппарат «Вояджер-2» на поверхности приполярных областей спутника Нептуна — Тритона.
Имеются криовулканы и на некоторых спутниках Урана, в частности на Умбриэле, Титании, Обероне и Ариэле. А на полюсе Умбриэли было обнаружено ярко-белое ледяное кольцо диаметром около 140 километров.
Нептун. Конкурент властелина колец
Единоличным властелином колец среди планет Солнечной системы долгое время считался Сатурн. Но оказалось, что есть они и у Нептуна.
Причем сообщение об этом еще в 1846 году сделал британский астроном Уильям Ласселл. Но через шесть лет он посчитал увиденное оптической иллюзией.
«Вояджер-2» между Нептуном и Плутоном
Первый реальный намек на то, что Нептун окружен кольцами, появился почти полтора века спустя. Но только в 1984 году французский астроном Андрэ Браик обнаружил, что при прохождении Нептуна на фоне далекой звезды свет от нее трижды прерывался неизвестными объектами, которые находились на одинаковом расстоянии от планеты. Их назвали дугами или арками и посчитали, что они представляют собой участки несформировавшегося кольца.
Действительно, через пять лет «Вояджер-2» обнаружил вокруг Нептуна шесть темных колец, состоящих из мельчайших пылинок.
Но помимо колец, «Вояджер-2» зафиксировал еще нечто более удивительное — три плотные яркие арки, которые были нанизаны на сплошное узкое прозрачное колечко.
Внутри арок просматривались отдельные сгустки, расположенные цепочкой на расстоянии в несколько сотен километров один от другого.
Более тщательное исследование снимков показало, что в середине арок находятся плотные структуры шириной 15 километров, окруженные 50-километровым прозрачным шлейфом из пыли.
Как выяснилось, арки Нептуна — это ранее неизвестные науке эллиптические вихри антициклонического типа, состоящие из твердых объектов, самые крупные из которых достигают нескольких сотен метров в поперечнике.
Эти уникальные вихри называются эпитонами. Они находятся в сложных гравитационных взаимодействиях между собой, с ближайшим спутником Галатеей и с непрерывным пылевым кольцом…
Сегодня планетологам известно, что толщина атмосферы Нептуна, по разным расчетам, колеблется от пяти до восьми тысяч километров. Состоит она из водорода — 80 %, гелия — 19 % и метана — 1 %. А поскольку метан хорошо рассеивает синие лучи, то в этой связи Нептун имеет соответствующий цвет — синий со слегка зеленоватым оттенком.
Но не это удивляет астрономов в явлениях, которые характерны для воздушного слоя самой далекой планеты Солнечной системы.
Ведь, хотя температура внешней поверхности облаков Нептуна и чрезвычайно низкая — всего лишь –214 °C, тем не менее эта периферийная планета выделяет в окружающее пространство энергии в 2,5 раза больше, чем она получает от Солнца. Это значит, что внутри Нептуна происходят некие процессы, сопровождающиеся образованием большого количества энергии. Что это за процессы, ученые пока ответить не могут. Но какие бы источники энергии ни существовали внутри Нептуна, его атмосфера все равно постоянно перемещается.
И вот что странно: при всем том, что атмосфера Нептуна с внешней стороны самая холодная в Солнечной системе, скорость ветров в его воздушном океане — самая большая в сравнении с другими планетами. Она достигает 700 километров в час, или 200 метров в секунду.
А ведь до полетов «Вояджера-2» астрономы были уверены, что малоподвижную холодную атмосферу Нептуна нарушают лишь медленные воздушные течения.
Конечно, немаловажную роль в этом играет и быстрое вращение Нептуна, и очень низкая температура, уменьшающая вязкость атмосферных газов. И, возможно, еще ряд других факторов.
Вихри же, которые бушуют над планетой, порой достигают невероятных по земным меркам размеров: нескольких тысяч километров в поперечнике и выглядят в виде темно-синих пятен на более светлом фоне атмосферы…
Кстати, немалый интерес для астрономов представляет и Тритон — самый большой спутник Нептуна и одновременно одно из самых холодных тел в Солнечной системе. Его диаметр равен 2700 километрам, или 3/4 диаметра Луны.
Спутник одет в 10-километровый слой сильно разреженной атмосферы, основу которой составляют азот и незначительное количество метана. Давление этой оболочки очень незначительное: в 70 тысяч раз ниже земного.
Долгое время астрономы считали, что на поверхности спутника плещутся моря и озера жидкого азота. Но оказалось, что огромная его территория занята льдом и инеем. Причем лед на Тритоне весьма необычный: он состоит из азота, поскольку температура на спутнике очень низкая — около –240 °C. Азот же, как известно, замерзает при –210 °C.
Кроме азотистого льда, Тритон удивил планетологов и особенностями своего рельефа. Например, на спутнике обнаружены трещины, длина которых достигает 1000 километров при ширине всего в 30 километров.
Еще один феномен Тритона — районы, имеющие клетчатую поверхностную структуру. Она представлена ячейками поперечником 20–30 километров, вокруг которых возвышаются 300-метровые валы.
