Материал: UMK_Umumiy_astronomiya_Fizika

Planetaning ekvator tekisligi, uning orbita tekisligiga 26 gradus 45 minutli burchakka og‘ishgan. Saturn, atrofida eni 60 ming kilometrgacha, qalinligi 10-15 kilometrgacha etadigan halqasi borligi bilan boshqa planetalardan keskin farq qiladi. Garchi bu halqa, dastlab 1610 yili Paduya (Italiya) universitetining professori G.Galiley tomonidan kuzatilgan bo‘lsa-da, olim halqaning haqiqiy shaklini belgilab bera olmadi. Buning sabablaridan biri, Galileyning «qo‘lbola» teleskopida yasalgan tasvirning sifatsizligi bo‘lsa, ikkinchisi-o‘sha davrda planeta Erga «yonbosh» turgani tufayli uning halqasi kuzatuvchiga qirrasi bilan ko‘rilganligida edi. Saturining bu xilda «yonbosh» turishi, Quyosh atrofini bir marta to‘la aylanib chiqishi davomida Erda ikki marta kuzatiladi.

Galileyning bu muvaffaqiyatsiz urinishidan so‘ng yarim asrcha vaqt davomida Saturn haqida hech qanday yangilik tug‘ilmadi. 1657 yilda yosh astronom Xristian Gyuygens o‘zi yasagan teleskopini Saturnga qaratib, uning atrofida chiroyli halqani ko‘rdi.

5.19- rasm. Saturnning halqasi

Saturn atrofida halqaning kuzatilishi juda ko‘pchilik olimlarning e’tiborini o‘ziga tortdi. Gap shundaki, to bunga qadar bironta ham sayyoraning atrofida halqa kuzatilmagan edi. Shu sababdan Saturn halqasining tabiatini o‘rganish uchun talay astronomlar birdaniga kirishdilar. Italiyalik Djovani Kassini, ingliz Robert Guk, nemis Iogani Enke, amerikalik Djorj Bond va rus Sofya Kovalevskayalar shular jumlasidan edi.

1750 yilda Saturnning halqasi haqida Tomas Rayt shunday yozgan edi. «Agar biz Saturnni etarli darajada quvvatli teleskopda kuzatsak edi, u holda halqa, biz yo‘ldoshlar deb ataydigan jismlardan ancha pastda yotuvchi cheksiz ko‘p mayda sayyoralardan iboratligini ko‘rar edik». Keyingi tadqiqotlar halqa haqidagi Tomas, raytning bu bashorati haq ekanligini tasdiqladi. 1857 yili mashhur ingliz fizigi Djeyms Klerk Maksvell Saturnning halqasi monolit bulmay, qattiq zarrachalarning tangasimon uyushmasi ekanligini nazariy yo‘l bilan isbotladi. Ko‘p o‘tmay, Maksvellning aytganlari, mashhur rus astrofizigi A.A.Belopolskiy va amerikalik Dj.E.Klerk tomonidan o‘tkazilgan eksperimentlar asosida quvvatlandi. Biroq, 1934 yilda G.A.Shayn o‘zining Semeiz observatoriyasidagi (Qrim) qator nozik kuzatishlari asosida sayyora halqasi changdan tashkil topgan degan fikrga qarshi chiqdi.

Keyingi yillarga tegishli tadqiqotlar, planeta halqasi haqida ma’lumotlarni keskin boyitdi. Saturini o‘rganishda yirik qadam 1979 yilning 1 sentyabrida 6 yillik planetalararo «sayr»dan so‘ng Saturndan 21 ming 400 kilometr naridan o‘tgan Amerikaning «Pioner XI» avtomatik stansiyasi M.S.Bobrovning natijalarini ma’lum darajada tasdiqlab, halqa zarralarining kattaliklari bir necha santimetrgacha borib, o‘rtacha bir santimetr atrofida ekanligini ma’lum qildi. Avtomatik stansiya, diametri 400 kilometrcha keladigan sayyoraning yangi yo‘ldoshini topdi. Spektroskopik va radiometrik kuzatishlarga tayanib aniqlangan xalqa harorati esa, minus 200 gradusga yaqin chiqdi.

Spektroskopik va radiometrik metodlar yordamida kuzatishlar, sayyora sirtida harorat, Selsiy shkalasida, minus 180⁰ atrofida ekanligini ma’lum qiladi.

Saturn sirtida ekvatorga parallel holda kuzatiladigan yo‘l-yo‘l tasmalar va undagi detallardan kam kontrastliligi bilan ajralib turadi. Umuman olganda ham Saturn turli kattalikdagi detallarga Yupiterga nisbatan ancha «kambag‘alligi» bilan farq qiladi.

Planeta atmosferasida Yupiternikidagi kabi metan gazi bilan birgalikda ammiak uchraydi. 1974 yili sayyora atmosferasida etan (S₂N₆) topildi. Saturnning element tarkibi Quyoshnikidan farq qilmay, vodorod va geliy 99% ni tashkil etadi deb qaraladi. Planeta atmosferasi Markazga tomon zichlasha borib, bosim va temperatura kritik qiymatdan ortishi bilan (vodorod) uchun (3 atm va 33⁰K) keskin chegarasiz suyuq holatga (suyuq vodorod) o‘ta boshlaydi.

Saturining atrofida sezilarli magnit maydonining mavjudligi «Pioner XI» tomonidan aniqlandi. Yer va Yupiterning mangnit maydonlaridan farqli o‘laroq bu sayyoraning magnit o‘qi uning aylanish o‘qi bilan ustma-ust tushadi.

1655 yil halqali sayyoraning birinchi yo‘ldoshini ham Gyuygens topdi. Planeta yo‘ldoshlarini topishda, ayniqsa, J.Kassinining izlanishlari sermahsul bo‘ladi. Gyuygensdan so‘ng ko‘p o‘tmay u, orqama-orqa Saturnning to‘rtta yo‘ldoshini topdi.

Saturn yo‘ldoshlaridan eng yirigi - Titan bo‘lib, Quyosh sistemasidagi planetalarning «oy»laridan kattaligi jihatidan ikkinchi o‘rinda, ya’ni Ganimeddan (Yupiterning yo‘ldoshi) keyin turadi. Diametri 4850 kilometr. 1949 yildayoq J.Koyper Titanning spektrida metanning «iz»larini ko‘rib, planetaning bu yo‘ldoshi qalin atmosferaga ega ekanligini birinchi bo‘lib aniqladi. Keyinchalik Titan atmosferasida etarlicha ko‘p miqdorda vodorod kuzatildi. Saturnning bu yirik yo‘ldoshi haqida olingan ma’lumotlar. 1979 yil 9 sentyabrda Titandan 356 ming kilometrgina naridan o‘tgan «Pioner XI» avtomatik stansiyasining tadqiqotlari bilan to‘la tasdiqlandi. Shuningdek bu kosmik apparat yordamida saturining yana bir yo‘ldoshi topildi va kosmik stansiya sharafiga «Pioner qoyasi» degan nom oldi.

Saturn yo‘ldoshlaridan yana biri-Yapet (diametri 425 kilometr) sirt tuzilishi jihatidan juda «rang-barang»ligi bilan kishi diqqatini o‘ziga tortadi. Bu yo‘ldoshning ravshanligi, Saturn atrofida aylanish davri davomida karib olti martagacha o‘zgaradi. Buning ikkita sababi bo‘lishi mumkin: birinchisiga ko‘ra Yapet sferik formaga ega emas deb tushuntirilsa, ikkinchisi- Saturnning bu yo‘ldoshining yorug‘ va qorong‘i yarim sharlari Quyosh nurlarini ikki xil qaytarishining natijasi deb uqtiradi. 1980 yili «Voyadjer-1» Saturn yaqinidan o‘tayotib, uning 6 ta yangi yo‘ldoshini topdi.

Vaqt va taqdir xudosiga tegishli asosiy jumboq, uning atrofida bunday yirik halqaning paydo bo‘lish tarixidir. Shuningdek, nima uchun planeta sirtida o‘rtacha ellik ming kilometrcha narida aylanuvchi bu tosh, chang va muz bo‘lakchalari vaqt o‘tishi bilan qo‘shilishi buning yo‘ldoshiga aylana olmaydi, degan savol ham astronomlarni «uyqusini olgan» muammolardan hisoblanadi.

Planetaning paydo bo‘lishi, tushuntirishga qaratilgan gipotezalar ichida fransuz astronomi Roshning nazariyasi diqqatga sazovordir. Bu nazariyaga ko‘ra, planetalarning yo‘ldoshlari markaziy sayyoradan ma’lum kritik masofada kichik oraliqda mustaqil yashay olmas ekanlar. Saturn uchun hisoblangan bu kritik masofa, uning ikki yarim radiusiga (150 ming kilometrga) teng bo‘lib chiqdi. Agar planeta yo‘ldoshlaridan biri unga, aniqlangan bu masofadan yaqin kelsa, sayyoraning tortish maydoni vujudga keltirgan ko‘tarish kuchi ta’sirida yo‘ldosh halokatga yuz tutib, parchalanib ketadi. Hisobi joyida bo‘lgan bu nazariyaga ko‘ra, Saturnning halqasi, planetaning yo‘ldoshlaridan birining qadimda «ehtiyotsizlik» qilib unga yaqin kelgani tufayli bo‘lsa kerak, degan gumonning tug‘ilishiga sabab bo‘ldi.

Keyinchalik, planetalar atrofidagi ikki yarim sayyora radiusiga teng kritik masofa hamma planetalar uchun ham o‘rinli bo‘lgan umumiy qonun ekanligi tasdiqlandi va bu kritik masofa chegarasi-gipoteza avtori sharafiga, Rosh chegarasi deb yuritiladigan bo‘ldi. Darvoqe, yana shuni aytish joizki, Saturnning uchunchi topilgan yo‘ldoshi Yanus ham bu kritik chegaraga juda yaqin bo‘lib, kelajakda bu yo‘ldoshning ham halok bulishining ehtimoli kam emas.

Uran. Uran planetasi, aslida muzikachi, keyinchalik mashhur astronom darajasiga ko‘tarilgan V.Gershel tomonidan 1781 yili tasodifan topildi. Ma’lum bo‘lishicha, planeta ochilgunga qadar, qariyb yuz yilcha ilgaridan kuzatilib kelingan ekan. Biroq astronom unga har doim xira bir yulduz deb qarab, ortiqcha e’tibor bermagan ekanlar. Planeta orbitasini birinchi bo‘lib Peterburg akademigi A.I.Leksel hisobladi.

Uranning diametri 51 ming 200 kilometr. Massasi Ernikidan 14,6 marta kattalik qiladi, o‘rtacha zichligi 1,27 g/sm³. Bu sayyora Quyoshdan o‘rtacha 19,2 astronomik birlik masofada uning atrofida aylanadi. Planeta diski (gardishi)ni ko‘rish uchun, uni kam deganda, 100 martacha kattalashtiruvchi teleskopda kuzatish zarur bo‘ladi.

Uranning orbital tezligi sekundiga 0,8 kilometrni tashkil qiladi va Quyosh atrofida 84 yilda bir marta aylanib chiqadi. Biroq, u o‘z o‘qi atrofida nisbatan tez aylanadi. Sutkasining uzunligi 16 soatu 24 minutni tashkil etadi.

Garchi planeta sirti detallarini ko‘rib bo‘lmasa-da, davriy ravishda bu sayyora sirti ravshanligining o‘zgarib turishi yaqqol seziladi.

1977 yilning 10 martida Uranning «hayoti»ga tegishli qiziq bir yangilik ochildi: uning atrofida ham, Saturn atrofidagi kabi, halqa topildi. Bu kun amerikalik yosh astronom-olimlardan J.Elliot, E.Danxem va D.Minklar «uchar observatoriya» deb nom olgan maxsus samolyotga o‘rnatilgan teleskop orqali Uranni SAO 158687 deb nomlangan yulduzni bekitib o‘tishini kuzatdilar. Kutilmaganda, yulduzning Uran bilan tutilishiga 40 minut qolganda, uning ravshanligi keskin kamayib, bir necha sekunddan so‘ng dastlabki holatiga kelgan. Shundan so‘ng planeta yulduzni to‘sgunga qadar bunday hol yana to‘rt marta qaytarilgan. Va nihoyat, yulduzning planeta diski bilan to‘silishi 25 minutcha davom etgach, yana navbat bilan yulduzning ravshanligi besh marta kamayib oldingi holatiga kelgan. Kuzatuvchilar bunday hodisaning sababchisi, Uran atrofida birin-ketin beshta halqa joylashganligidan deb to‘g‘ri aniqladilar.

Keyinchalik Uran halqalarini o‘rganishlar, ular planeta markazida 42 mingdan 51 ming kilometrgacha masofalar orasida joylashganini va ularning kengligi o‘rtacha 4-8 kilometr atrofida bo‘lib, eng chekkadagisiniki esa 50 kilometrga borishini aniqladilar ( -rasm).

Hozircha Uran atrofida halqa kanday paydo bo‘lganiga olimlar javob topa olganlaricha yo‘q.

Planetaning ekvatori, orbitasi tekisligiga 97⁰55' burchak ostida yotib, uning aylanish yo‘nalishi, Veneraniki kabi, barcha boshqa planetalarning aylanish yo‘nalishiga qarama-qarshi bo‘ladi. Bu, o‘z navbatida, planetada yil fasllarining va kecha-kunduzning almashinuvlariga qiziq bir tus beradi. Jumladan Uranning qutblarida 21 yil davomida Quyosh doimo gorizontdan ko‘tarilib boradi. So‘ngra shuncha vaqt tushadi. Binobarin, qutblarda bir kecha-kunduz 84 yil, 30⁰ li kenglamasida 28 yil, 60⁰ li kenglamasida esa 56 yil davom etadi. Sayyoraning ma’lum bir yarim sharida yoz ham bir necha yil davom etadi, biroq Quyoshning tafti ungacha yaxshi etib bormaydi, chunki Uran osmonida Quyosh gardishi, atigi 2' yaqin burchak ostida ko‘rinadi xolos. Uran sirtini radio nurlar asosida o‘lchashlar, uning o‘rtacha temperaturasi, Selsiy shkalasida, minus 200 gradus ekanligini ma’lum qildi.

Uran asosan vodorod va geliydan tashkil topgan bo‘lib, unda qisman metan ham borligi aniqlangan.

Bu planetaning topilgan yo‘ldoshlarining soni beshta. Shulardan ikkita eng yirigi Gershel tomonidan topilib, Titaniya, va Oberon deb nomlangan. Birinchi marta bu nomlar fransuz eposida XII asrdan so‘ng uchraydi. Keyinroq bu nomlar bilan V.Shekspirning «Yozgi tundagi tush» komediyasining qahramonlari yuritilgandan so‘ng, ular ayniqsa, ommabop bo‘ldi.

Uranning bu yo‘ldoshlari topilgandan so‘ng, 64 yil o‘tgach, astronom Lassel sayyoraning yana ikki yo‘ldosh ham Shekspir asari qahramonlarining nomlari bilan Umbriel va Ariel deb ataldi. Va nihoyat, 48 yili J.Koyper Uranning beshinchi yo‘ldoshini topdi va an’anaga ko‘ra, Shekspirning «Bo‘ron» ertak-pesasining kahramoni-Miranda nomi bilan atadi.

Sayyoraning dastlabki topilgan beshta yo‘ldoshi ham uning atrofida, planetaning aylanish yo‘nalishi bilan bir xil yo‘nalishda aylanadi. Aylanish tekisliklari, Uranning ekvator tekisligiga juda yaqin.

Bir «Uran yili» davomida uning yo‘ldoshlarini ikki marta yon tomondan va ikki marta qutblari tomonidan ko‘rish mumkin.

1986 yilning 24 yanvarida AQSh ning «Voyadjer-2» planetalararo avtomatik stansiyasi esa, Erdan jo‘naganidan 8 yarim yil keyin Uran sayyorasidan 81 ming 200 kilometr naridan o‘tayotib, 12 foizga yaqin geliydan va taxminan 3 foiz metandan tashkil topganini aniqladi

Olingan ma’lumotlar uning markazida radiusi 0,3 planeta radiusiga teng og‘ir elementlar –silikatlar, metallar va metan, ammiak hamda suvning birikmasidan vujudga kelgan muzdan tashkil topgan yadrosi borligini ma’lui qiladi. Yadro esa, taxminan 0,7 planeta radiusigacha boruvchi vodorod va geliyning qalin po‘stloq bilan o‘ralganligini ma’lum qiladi.

Uranning kuchsiz magnit maydoni bo‘lib, u planetadan 0,6 million kilometrgacha cho‘zilgan va Erning radiatsion poyaslari kabi, plazma bilan to‘latilgan. Ko‘rinma bulutlar bilan qoplangan balandlikda (bosim 0,5 bar ga teng) dipol maydonining kuchlangshanligi 0,23 Ersted atrofida. Magnit dipolning o‘qi, planetaning aylanish o‘qi bilan 60 li burchak tashkil etadi.

Oxirgi yillarda Uranni Erdan turib o‘rganishlar, uning atrofida dastlab 5 ta keyinroq esa 9 ta halqasi borligini topgan edi. «Voyadjer-2» Uran markazidan 50 ming kilometrli masofada uning o‘ninchi halqasini ochdi. Dastlabki ma’lumotlar ushbu halqa «toshlari»ning o‘lchamlari, ayrim hollarda bir metrgacha borishini ma’lum qildi. Sayyoralararo bu stansiya Uranning Miranda deb nomlangan yo‘ldoshdan 29 ming kilometrli masofadan o‘tib sayyoraga tegishli bu «oy»ning relefi-kraterlar, vodiylar, tog‘ tizimlari va jarliklardan iborat ekanligini bildiradi. Avtomatik stansiya sayyoraning Oberon deb ataladigan yo‘ldoshida balandligi 6 kilometrga teng tog‘ni «topdi». «Voyadjer-2» Uranning shu paytgacha bizga noma’lum bo‘lgan 10 ta yangi yo‘ldoshini ochdi, ulardan eng kattasining diametri 160 kilometr bo‘lib, sayyora atrofida 18 soatlik davr bilan aylanadi.

Neptun (qalam uchida topilgan sayyora). 1820 yilga qadar Quyosh sistemasi asosan quyidagi sayyoralar Merkuriy, Venera, Yer, Mars, Yupiter, Saturn va Uran hamda ularning yo‘ldoshlaridan tashkil topgan deb qaralardi.

1820 yili parijlik astronom A.Buvar, Yupiter, Saturn va Uranlarning koordinatalari jadvalini juda katta aniqlik bilan hisobladi. Biroq o‘n yil o‘tgach, Uran oldindan hisoblangan o‘z o‘rnidan 200 sekundli yoyga ilgarilab ketdi. Yana o‘n yil o‘tgach, ilgarilash 90 sekundga, 1846 yilga kelib esa, 128 sekundga etdi. Astronomlar, Uranning harakatidagi bu chetlashish, uning orbitasidan tashqaridagi boshqa planetaning ta’siri tufayli degan qarorga keldilar.

Bunday murakkab matematik masalani hal qilish uchun bir vaqtda, bir-birlaridan bexabar holda, ikki astronom «belbog‘ladi». Bulardan biri fransuz matematigi U.Levere, ikkinchisi esa yosh ingliz astronomi Dj.Adams edi. 1846 yili matematik hisobdan planetaning o‘rni aniqlangach, U.Levere teleskopik yulduzlarning to‘la xaritasi bor bo‘lgan Berlin observatoriyasiga murojaat qiladi. 1846 yil 23 sentyabrida bu observatoriyaning astronomi-professor M.Galle planetani Levere aytgan joydan atigi bir gradus naridan topdi. Planeta, dengiz va okeanlar xudosi Neptunning nomi bilan ataldi.

Bu planeta osmonda «qurollanmagan» ko‘z bilan ko‘rish mumkin bo‘lgan yulduzdan olti martacha xira ko‘rinadi, biroq shunga qaramay uni anchayin kuchsiz teleskop bilan ham ko‘rsa bo‘ladi.

1795 yili Neptunning ochilishidan ancha ilgari (8 va 10 mayda) uni astronom Laland kuzatgan. Biroq o‘shanda u planetani xira bir yulduz deb o‘ylab, bu ikki kunda olingan foto plastinkalarda kuzatilgan sayyora siljishini o‘lchashning xatoligidan deb tushundi. Agar o‘shanda Laland xulosa qilishga shoshilmay, bir-ikki kun bu «xira yulduzcha» ni e’tibor bilan kuzatganda edi, u Neptunni Levere va Galledan yarim asr oldin topgan bo‘lardi.

Neptun Urandan birozgina kichik bo‘lib, uning diametri 50 ming kilometrdir. Zichligi 1 kub santimetrida 1,6 gramm. Quyoshdan o‘rtacha uzoqligi 30,1 astronomik birlik. Massasi Ernikidan 17,2 marta katta. Planetaning orbital tezligi sekundiga 5,5 kilometr bo‘lib, Quyosh atrofida aylanish davri 164 yil-u 280 kun. O‘z o‘qi atrofida Neptun 15,8 soatda bir marta aylanib chiqadi.

Spektroskopik kuzatishlar, Neptunda vodorod va metan borligini ma’lum qildi. Planeta zichligini Yupiter va Saturn zichligidan ortiqligi, uning tarkibida og‘irroq elementlar ko‘proq degan xulosa olib keladi.

1846 yili astronom Lassel Neptunning katta yo‘ldoshini topdi va unga dengiz xudosi Poseydonning o‘g‘li Triton nomini berdi. Triton juda massiv bo‘lib, diametri 2700 kilometrgacha keladi. Triton Neptundan o‘rtacha 355 ming kilometr masofada teskari orbital harakat bilan planeta atrofida aylanadi. Shuningdek, Sayyoraning bu yirik yo‘ldosh anchayin qalin atmosfera bilan ham qoplangan deb faraz qilinadi.

1949 yil planetaning yana bir yo‘ldoshini Koyper topdi va unga qadimgi greklarning sevimli xudosi Nerey qizining nomi-Nereida berildi. Uning diametri atigi 300 kilometr bo‘lib, Neptundan 5,5 mln kilometr narida 360,2 kunda aylanib chiqadi.

AQShning «Voyadjer-2» avtomatik stansiyasi 1989 yilning 25 avgustida Neptundan atigi 4825 kilometr naridan o‘tdi. Bunda u orbitasining mo‘ljallangan nuqtasidan bor-yo‘g‘i 30 kilometr naridan chiqib, ja’mi bo‘lib, 1,4 sekundgagina kechikdi. Bu davrda neptunning Erdan uzoqligi 4,5 milliard kilometrni tashkil qildi. Shundan so‘ng salkam 5 soat o‘tgach, avtomatik stansiya Neptunning eng yirik yo‘ldoshi Tritondan 36,5 ming kilometr naridan tib, u haqda ham Erga ma’lumotlar uzatdi. Kelayotgan singnalning quvvati elektron qo‘l soatlari batareyachasining quvvatidan 20 milliard marta kamligiga qaramay, bu singnallar kuchaytirilgach, Neptun va uning yo‘ldoshlarining chiroyli tasvirlarini teleekranda namoyish qiloldilar. Natijada «dengizlar xudosi»ning atrofida ham 5 ta halqa topildi. Neptun sirtining temperaturasi minus 213⁰S, o‘z o‘qi atrofida aylanish davri esa, 16 soatu 3 minut ekanligi aniqlandi. Planeta sirtida shamolning tezligi sekundiga 300 metrgacha kuzatildi. Diametri 640 kilometrli Neptunning yo‘ldoshi-Triton 800 kilometr qalinlikdagi gaz qobiqqa ega ekanligi ochildi. «Voyadjer-2» Neptunga «tashrif» buyurgunga qadar, sayyoraning atigi 2 ta yo‘ldoshi topilgan edi. Avtomatik stansiya uning yana 6 ta yo‘ldoshini ochdi.