Два года назад космический художник Вадим Садовски создал серию удивительных картин. На них было показано, из чего состоят планеты Солнечной системы.
Изображение внутреннего строения Земли, вероятно, справедливо. Потому что у нас есть сейсмографы изучающие слои планеты на протяжении десятилетий. И несмотря на то, что многие детали еще не изучены, мы понимаем общий размер и состав коры, мантии и ядра.
Из чего состоят планеты?
Но как насчет других планет? На Марсе есть несколько сейсмометров. Их нет на Меркурии. А самые долгоживущие советские зонды на Венере передавали данные менее двух часов. После чего расплавились на поверхности этой жаркой планеты. Как же нам узнать, что находится внутри газового гиганта?
Большая часть данных о других мирах получено от автоматических межпланетных станций. Они измеряют их гравитационные поля во всех деталях. Это дает нам представление о массе и составе планеты. При этом анализируются аномалии и отклонения, которые мы можем сравнить с тем, что видим на Земле. То же самое касается данных, полученных от специальных проникающих радаров, установленных на зондах, посетивших планеты внутренней Солнечной системы. Сейсмографические данные, которые мы имеем с Марса и Венеры, тоже можно экстраполировать. Поскольку все скалистые планеты следуют аналогичному эволюционному пути и поэтому имеют схожие внутренние модели.
Другими словами, мы применяем то, что узнали, изучая нашу собственную планету. Это позволяет нам получить обоснованные допуски из фрагментарных данных, переданных нашими зондами.
Газовые гиганты
Это все справедливо для скалистых миров. Но как быть с газовыми гигантами? Они состоят, в основном, из газа, вращающегося вокруг массивного куска из камня, железа и льда. Этот газ, к тому же, сжат в плотные слои под действием собственной гравитации. Анализ этой гравитации, состава планет и их магнитных полей позволяет нам понять их массу, скорость вращения и количество тепла, которое они получают. Затем мы можем запустить эксперименты для повторения подобных условий в гораздо меньших масштабах в условиях лабораторий.
В этих симуляциях применяются материалы с различной вязкостью, имитирующие сжиженные газы планет-гигантов. Испытывая огромные давления, эти газы ведут себя как жидкости. Именно такие среды обнаружены в штормовых поясах массивных планет. Они группируются в слои и дают нам для изучения модель вероятного поперечного сечения газовых гигантов. Принцип, который это отражает, известен как дифференциация. То есть склонность различных твердых тел и газов к разложению на слои при воздействии. И поскольку он хорошо работает в физике и химии, нет оснований считать, что он не будет работать при использовании для создания макета газового гиганта.
Рассчитанные глубины и температуры не следует воспринимать в качестве подтвержденных фактов. Но их диапазоны, вероятно, довольно близки к реальности. Тем более, что мы не будем знать точных данных до миллиметра, если не опустимся в центр каждой планеты. Поэтому, когда в следующий раз вы увидите изображения внутреннего строения спутников, звезд и планет, не считайте их окончательными. Это всего лишь демонстрация того, как данные, собранные нашими зондами и телескопами в течение десятилетий, могут использоваться с применением законов физики.