Изложение системы мира - Лаплас Пьер Симон - Страница 11

Можно заметить, что диск Марса изменяет свою форму и делается овальным в зависимости от положения относительно Солнца. Его фазы доказывают, что он получает свой свет от Солнца. Пятна, наблюдаемые на его поверхности, позволили определить, что он вращается с запада на восток с периодом в 1.02733 суток вокруг оси, наклонённой на 66.^g33 [59.°70] к эклиптике. Его диаметр, измеренный в направлении полюсов, немного меньше, чем в направлении экватора. По измерениям Араго, эти диаметры относятся как 189 к 194, причём величина диаметра, приведённая выше, является средней из них.

Глава VII О ЮПИТЕРЕ И ЕГО СПУТНИКАХ

Юпитер движется с запада на восток с периодом, очень близким к 4332.6 суток. Продолжительность его синодического обращения около 399 суток. Он подвержен неравенствам, подобным неравенствам Марса. Перед противостоянием этой планеты Солнцу, когда она удалена от него на угловое расстояние около 128^g [115°], её движение делается обратным, убыстряется до момента противостояния, затем постепенно замедляется до нуля и снова делается прямым, когда планета, приближаясь к Солнцу, отстоит от него на 128^g [115°]. Длительность обратного движения составляет 121 сутки, а дуга этого движения равна ll^g [10°]. Однако в протяжённости и продолжительности обратных движений Юпитера существуют значительные вариации. Движение этой планеты происходит не строго в плоскости эклиптики, от которой она отклоняется иногда на 3 или 4^g.

На поверхности Юпитера наблюдается несколько тёмных полос, параллельных между собой и плоскости эклиптики. Наблюдаются ещё и другие пятна, движение которых позволило установить вращение этой планеты с запада на восток вокруг оси, почти перпендикулярной эклиптике, с периодом в 0.41377 суток. Изменения некоторых из этих пятен и заметные различия в продолжительности вращения, выведенные из их движения, наводят на мысль, что они не жёстко связаны с Юпитером. Представляется, что это облака, переносимые ветром с разными скоростями в очень неспокойной атмосфере.

После Венеры Юпитер самая яркая планета; иногда он даже превосходит её блеском. Его видимый диаметр увеличивается до максимума во время противостояний и доходит до 141.^сс6 [45."9]. Среднее же его значение в направлении экватора равно 113.^сс4 [З6."7]. Однако он неодинаков во всех направлениях. Планета заметно сжата у своих полюсов вращения, и путём очень точных измерений Араго нашёл, что её диаметр в направлении полюсов относится к экваториальному диаметру как 167 к 177.

Вокруг Юпитера наблюдаются четыре маленьких светила, которые его постоянно сопровождают. Их взаимное расположение непрерывно меняется, они как бы раскачиваются в обе стороны от планеты, и по полным протяженностям этих качаний определяют их порядок, называя первым тот из спутников, у которого размах качания наименьший. Иногда можно видеть, как они проходят по диску Юпитера и отбрасывают на него свою тень, которая описывает на этом диске хорду. Это говорит о том, что Юпитер и его спутники — непрозрачные тела, освещаемые Солнцем. Становясь между Солнцем и Юпитером, своими тенями спутники создают на этой планете настоящие затмения Солнца, вполне похожие на те, которые создаёт Луна на Земле.

Тень, которую Юпитер отбрасывает позади себя (относительно Солнца), объясняет другой феномен, являемый спутниками. Часто можно видеть, что они исчезают несмотря на то, что до диска планеты ещё далеко. Третий и четвёртый иногда появляются вновь по ту же сторону от этого диска. Эти исчезновения полностью похожи на затмения Луны, и сопровождающие их обстоятельства не оставляют в этом никакого сомнения. Исчезновение спутников происходит всегда со стороны диска Юпитера, противоположной Солнцу и, следовательно, с той стороны, где находится отбрасываемый им конус тени. Они затмеваются ближе к диску Юпитера, когда планета находится ближе к своему противостоянию. Наконец, длительность их затмений в точности соответствует времени, которое они должны затратить для пересечения теневого конуса. Следовательно, спутники обращаются с запада на восток вокруг этой планеты.

Наблюдения затмений спутников дают наиболее верный способ изучения их движений. Сравнивая затмения, разделённые большими промежутками времени и наблюдённые вблизи противостояния планеты, с высокой точностью получают сидерический и синодический периоды обращения спутников вокруг Юпитера. Таким путём было найдено, что движение спутников Юпитера почти круговое и равномерное. Так как эта гипотеза приблизительно удовлетворяет затмениям, в которых мы видим эту планету в одинаковых положениях относительно Солнца, в любое время можно предопределить положение спутников, видимое из центра Юпитера.

Отсюда вытекает простой и довольно точный метод сравнения между собой расстояний от Юпитера и Солнца до Земли, метод, которого не хватало древним астрономам. Так как параллакс Юпитера неощутим даже при точности современных наблюдений и в то время, когда он ближе всего к нам, они судили о его отдалённости только по продолжительности обращения, полагая более удалёнными планеты, имеющие более длительный период обращения.

Предположим, что была наблюдена полная продолжительность затмения третьего спутника. В середине затмения спутник, видимый из центра Юпитера, находился весьма точно в противостоянии с Солнцем. Его положение среди звёзд, видимое из этого центра и легко выводимое из движения Юпитера и его спутников, было тем же, что и положение центра Юпитера, видимого из центра Солнца. Непосредственное наблюдение или известное нам движение Солнца дают положение Земли, видимой из центра этого светила. Таким образом, из треугольника, образованного прямыми, соединяющими центры Солнца, Юпитера и Земли, получим угол при Солнце. Непосредственное измерение даёт нам угол при Земле, что позволяет получить на момент середины затмения расстояния по прямой от Юпитера до Земли и Солнца в долях расстояния от Солнца до Земли. Таким способом было найдено, что когда видимый диаметр Юпитера равен 113.^сс4 [З6."7], он находится, по крайней мере, в пять раз дальше от нас, чем Солнце. На таком же расстоянии диаметр Земли был бы виден под углом лишь в 10.^сс4 [З."4]. Значит, объём Юпитера, по крайней мере, в тысячу раз больше объёма Земли.

Видимые диаметры спутников Юпитера столь малы, что нельзя точно измерить их величины. Были сделаны попытки оценить размеры спутников через время, затрачиваемое ими для проникновения в тень планеты. Но наблюдения дают большие расхождения в оценках из-за разницы в силе телескопов и в зрении наблюдателей, из-за различий в состоянии атмосферы, в высоте спутников над горизонтом, в их видимом расстоянии от Юпитера и в обращённых к нам полусферах. Сравнение блеска спутников не зависит от первых четырёх из указанных причин, которые лишь пропорционально изменяют их светимость. Поэтому оно может дать нам сведения о возвращении пятен, которое вызывается вращением этих тел, и, следовательно, о самом этом движении. Гершель, занимавшийся этими тонкими исследованиями, обнаружил, что спутники попеременно превосходят друг друга по яркости, — обстоятельство, очень подходящее для суждения о максимуме и минимуме их светимости. Сравнивая эти максимумы и минимумы с взаимными положениями этих светил, он нашёл, что они вращаются вокруг самих себя как Луна, за время, равное продолжительности их оборота вокруг Юпитера. Для четвёртого спутника этот результат был уже ранее получен Маральди по расположению одного и того же пятна, наблюдавшегося во время его прохождений по диску. Большая отдалённость небесных тел ослабляет явления, представляемые их поверхностью, до такой степени, что сводит их к очень малым изменениям светимости, которые ускользают от первого взгляда, и только долгие упражнения в наблюдениях такого рода делают их заметными. Поэтому не следует применять этот способ, на который так сильно влияет воображение, иначе как с исключительной осмотрительностью, чтобы не ошибиться относительно существования этих изменений и не впасть в заблуждение, рассуждая о причинах, от которых они зависят.