Текст книги "Загадка Марса"
Автор книги: Феликс Зигель
сообщить о нарушении
Текущая страница: 5 (всего у книги 8 страниц)
КЛИМАТ МАРСА
Еще в начале XVIII века наблюдатели Марса заметили на его поверхности вблизи полюсов яркие белые пятна. Они со всех сторон окружали полюсы Марса, имея неровную, волнистую границу. Яркость этих полярных пятен была очень велика, и если до тех пор никто их не видел, то это можно было объяснить лишь несовершенством первых телескопов.
Ученые стали регулярно наблюдать полярные шапки Марса. Удивительные пятна сияли, как снег, на значительно более темном фоне морей и материков Марса. Но у них была поразительная особенность. В отличие от постоянных очертаний материков и морей, полярные шапки Марса непрерывно изменяли свои формы и размеры. Ученые выяснили, что эти изменения зависят от марсианских времен года. Когда на Марсе в одном из полушарий наступало лето, полярная шапка сильно уменьшалась. С наступлением осени она начинала заметно расти, а зимой распространялась на значительную часть поверхности планеты. Но вот постепенно наступала весна, а вместе с ее приходом полярная шапка становилась все меньше и меньше, пока, наконец, летом не превращалась в маленькое белое пятнышко.
Так повторялось из года в год, из десятилетия в десятилетие. То наступала, увеличиваясь в размерах, северная полярная шапка, а южная в это время сдавала свои позиции одну за другой. Но, сжавшись до минимума, она сама затем переходила в наступление и заставляла отступать северную полярную шапку.
Все это вполне понятно. Как и на нашей планете, в разных полушариях Марса одновременно бывают противоположные времена года: когда в северном полушарии лето, в южном полушарии зима; в северном полушарии осень, а в южном весна.
Загадочное белое вещество полярных шапок Марса распространяется иногда с очень большой скоростью – до 100 километров в день. Ученые также подметили, что зимой, когда полярные шапки достигали наибольших размеров, они распространялись до широт, соответствующих у нас на Земле положениям Киева, Харькова или Хабаровска.
Вместе с тем бросалось в глаза заметное различие между северной и южной полярными шапками Марса. Южная шапка с наступлением весны начинала таять раньше, чем северная, и в разгар лета доходила до ничтожно малых размеров. Были даже случаи, как, например, в 1894 и 1911 годах, когда летом южная полярная шапка вовсе исчезала. Северная полярная шапка заметно устойчивее южной, и даже летом ее поперечник никогда не бывает меньше 1500 километров. Однако южная полярная шапка зимой достигает иногда огромных размеров – до 5800 километров в поперечнике, между тем как диаметр северной шапки никогда не превышал 4900 километров.
Изменение полярной шапки Марса.
Любопытно отметить, что центры обеих полярных шапок не совпадают в точности с полюсами Марса. В особенности это заметно для южного полярного пятна. В годы, когда от него остается лишь маленький белый клочок, этот остаток всегда виден на одном и том же месте, отстоящем от южного полюса почти на 500 километров. Весьма вероятно, что в этом месте Марса есть горы или высокие плоскогорья, на холодных вершинах которых и сохраняется остаток южной полярной шапки. Такие же возвышенности, вероятно, есть и в других местах Марса. Дело в том, что с наступлением лета полярные шапки разрушаются одновременно во всех своих частях. В каждой из них есть места, остающиеся белыми дольше других. Вряд ли можно сомневаться, что эти наиболее устойчивые части пятен лежат на каких-то возвышенностях или горах.
Правда, исследования показали, что больших гор на Марсе нет, его поверхность очень гладка и ровна. Если и есть на Марсе возвышенности, то это скорее не горы, а плоскогорья, не поднимающиеся выше 1000 метров над остальной его поверхностью.
Но вернемся, однако, к полярным шапкам Марса. Что это за загадочное белое вещество, так правильно периодически меняющее свои размеры в зависимости от марсианских времен года?
Казалось бы, совершенно естественно предположить, что полярные шапки Марса состоят из снега, тающего летом и снова выпадающего зимой. В самом деле, представим себя в роли фантастического жителя Луны, наблюдающего с ее поверхности нашу Землю. Даже невооруженным глазом он легко различил бы белизну полярных снегов Арктики и Антарктики. Ему нетрудно было бы обнаружить, что белые полярные шапки Земли периодически изменяются в зависимости от времен года. Поздней осенью, с наступлением снегопадов, многие места поверхности Земли покрываются ослепительно белой пеленой. Снеговой покров с наступлением зимы в северном полушарии продвигается на юг, и в разгар зимы под северной полярной шапкой нашей Земли оказывается почти вся Европа, Сибирь и Северная Америка.
А весной, когда на юге начинает зеленеть трава, полярная шапка медленно отступает к северу, освобождая наши обширные леса и поля.
Как похоже все это на то, что мы наблюдаем на Марсе! Но астрономы, как и другие ученые, осторожны в своих выводах. Лучше много раз снова проверить факты, выдвинуть все возможные объяснения им, чем сразу делать поспешные и необоснованные заключения. Так поступили и в отношении полярных шапок Марса. Хотя большинство астрономов было убеждено в их снежной природе, тем не менее выдвигались и другие предположения.
Говорили, что загадочное белое вещество может быть вовсе не снег, а твердая, замерзшая углекислота. Подобный «сухой лед», употребляющийся при хранении пищевых продуктов, вероятно знаком многим читателям. Он, действительно, внешне напоминает снег или, скорее, лед. Однако пришлось эту гипотезу оставить. Наблюдения обнаружили важный факт: белое вещество полярных шапок остается белым при 10, 15, 20 градусах мороза. Между тем затвердевшая углекислота уже при температуре в —79 градусов и выше обращается снова в газообразное состояние. Так что состоять из такого «сухого льда» полярные шапки Марса, безусловно, не могут.
Некоторые полагали, что полярные шапки состоят из твердой соли, которая в большом количестве издалека напоминает снег. Но эта гипотеза не в состоянии объяснить изменение полярных шапок в связи с временами года.
Самым правдоподобным осталось предположение, что полярные шапки Марса состоят из снега или льда. Окончательно решить этот вопрос удалось лишь советским ученым.
Известный исследователь Марса профессор Г. А. Тихов, изучая цвет полярных шапок Марса, обнаружил, что они имеют слегка зеленовато-голубоватый оттенок и менее блестящи, чем обычный снег. Это привело его к заключению, что полярные шапки Марса представляют собой скопления не снега, а льда. В самом деле, вспомните толстые куски льда, вырубленные из какого-нибудь пруда или реки. Издалека они кажутся зеленовато-голубыми и менее яркими, чем окружающий их снег.
Но лед – это замерзшая вода, которая снова способна обратиться в жидкое состояние не только на Земле, но и на Марсе. Его полярные шапки летом тают, превращаясь в воду. Об этом, кроме всего прочего, говорит еще один важный факт.
Астрономы давно обратили внимание на то, что вокруг тающих марсианских шапок всегда бывает видна темно-зеленоватая с синеватым оттенком кайма, отступающая вместе с ними к полюсам Марса. Известный советский астроном профессор Н. Н. Сытинская, тщательно изучив это явление, пришла к выводу, что загадочная кайма – это намокшая от талой воды почва. Значит, на Марсе есть не только атмосфера, но и другое, очень важное условие для жизни, – вода в жидком состоянии.
Подсчеты показывают, что Марс – это мир, удивительно бедный водою. По скорости таяния полярных шапок, зная, сколько тепла они получают от Солнца, можно подсчитать их вероятную толщину. Оказывается, полярные шапки представляют собой корки льда толщиной всего лишь в несколько сантиметров. А это значит, что если можно было бы растопить полярные льды Марса и превратить их в воду, то ее хватило бы лишь для наполнения одного такого озера, как наше Ладожское.
На всем Марсе почти столько же воды, сколько на Земле в Ладожском озере.
Так мало воды на Марсе! Правда, к этому количеству надо прибавить еще пары воды, находящиеся в атмосфере Марса, а также некоторое количество влаги на его поверхности, главным образом в марсианских морях. Но все это лишь незначительно изменит результат.
Если бы на Марсе были моря или даже озера, то в их воде мы могли бы наблюдать отражение Солнца в виде яркого блика, как оно отражается в любой земной лужице. Но на Марсе никто никогда подобных бликов не наблюдал. Исходя из этого факта, академик В. Г. Фесенков недавно подсчитал, что если на Марсе и есть водоемы с открытой водной поверхностью, то их поперечник не может превышать 300 метров, – в больших водоемах мы видели бы отражение Солнца.
Значит, на Марсе нет ни океанов, ни морей, ни даже озер. Лишь небольшие и мелководные пруды могут встречаться в некоторых местах его поверхности.
Тем не менее, пусть в ничтожных количествах, но жидкая вода на Марсе бесспорно существует. Есть и другое условие, необходимое для жизни, – атмосфера, по составу сходная с земной. Остается лишь выяснить, существует ли на Марсе и третье условие, необходимое для жизни: подходящая температура. Но как это узнать?
В распоряжении астрономов имеются чрезвычайно чувствительные приборы – термоэлементы, с помощью которых можно измерить ничтожные количества тепла. Устройство термоэлемента несложно. Представьте себе две проволочки из железа и из висмута, спаянные своими двумя концами. Если нагреть один из спаев, оставив другой холодным, то по проволочке побежит слабый электрический ток. Силу этого тока можно измерить точными измерительными приборами, а затем рассчитать не только температуру нагретого спая, но и температуру источника нагревания. Современные термоэлементы настолько чувствительны, что с их помощью можно было бы измерить тепло от свечки, находящейся на расстоянии 300 километров. Так вот, поместив термоэлемент внутри телескопа, астрономы направляют на один из его спаев лучи от какого-нибудь участка марсианской поверхности. Этот участок, нагретый солнечными лучами, сам испускает тепло, и по нагреванию термоэлемента можно вычислить его температуру.
Климат Марса оказался гораздо суровее земного. Это и неудивительно. Марс находится от Солнца в полтора раза дальше, чем Земля, и получает тепла в два с половиной раза меньше, чем наша планета. Даже летом, в полдень, на экваторе Марса температура поднимается не больше чем до 20 градусов тепла. Ну что же, скажете вы, это не так уж плохо! Но беда в том, что к вечеру того же дня температура падает до нуля, а ночью наступают сильные морозы, достигающие к рассвету 45 градусов!
А в полярных областях Марса зимой держатся постоянные ужасающие морозы в 70 и 80 градусов. Правда, с наступлением лета в этих областях становится значительно теплее. А когда за полярными кругами Марса, как и у нас на Земле, начинается долгий многомесячный полярный день, температура там держится на постоянном уровне 10–15 градусов тепла.
Моря Марса в среднем гораздо теплее, чем его материки, и иногда эта разница может доходить даже до 30 градусов.
Да, климат на Марсе очень суров, но не настолько, чтобы это исключало возможность жизни. Ведь и у нас на Земле, в Сибири и в Антарктике, бывают морозы – 70 и даже – 78 градусов.
В наиболее теплых марсианских морях средняя годовая температура всего лишь —8 градусов. Но на Земле есть много мест с такой же средней годовой температурой, как, например, Новая Земля или Туруханский край. Есть места и более суровые. В Якутске средняя годовая температура равна – 11 градусам, а в Верхоянске даже —16 градусам.
Для Марса характерны резкие изменения температуры в течение суток, достигающие иногда 60–70 градусов. Но и на Земле в некоторых высокогорных районах разница в температурах днем и ночью достигает 70 градусов. А между тем в суровых местах Земли существует и растительная и животная жизнь. Значит, и суровый, резко континентальный климат Марса все же пригоден для жизни.
Подводя итоги, можно сказать, что Марс обладает, если можно так выразиться, стратосферным климатом. Если бы на Земле существовали обширные плоскогорья высотой в 15 тысяч метров, то-есть расположенные в разреженной стратосфере, то суровый климат этих плоскогорий очень напоминал бы климат Марса.
СИГНАЛЫ ЖИЗНИ
Угрюмой и безжизненной представляется нам пока природа марсианского мира. Безбрежные и унылые песчано-глинистые пустыни, гнетущие своим однообразием и размерами, ледяные поля, сковывающие почву Марса в период сильнейших морозов, и, наконец, ветры, поднимающие тучи пыли в разреженную и наполненную морозной мглой атмосферу Марса, – такова непривлекательная картина, встающая пока перед глазами нашего читателя. Что же, неужели и на Марсе мы не встретим признаков жизни, неужели жизнь, по крайней мере в солнечной системе, существует лишь на нашей Земле?
Было бы, конечно, весьма неплохо, если бы мы обладали сверхмощными телескопами, позволяющими рассматривать поверхности планет так же хорошо, как мы видим поверхность Земли с высоты птичьего полета.
В 1835 году появилась небольшая книжка, озаглавленная так: «Открытия, сделанные на Луне с мыса Доброй Надежды Гершелем-сыном, известным астрономом». В книжке рассказывалось о том, что Джон Гершель, в те времена широко известный астроном, рассматривая в новый мощный телескоп Луну, увидел на ее поверхности подробности, поистине необыкновенные: на зеленых холмах и лугах паслись овцы вместе с антилопами и зебрами, огромные лунные леса казались висящими в воздухе, а из горных слоев, блестя на Солнце, выбивались мощные жилы чистейшего золота. Луна оказалась населенной жителями, мало похожими на нас. «Все их тело, – писал автор, – покрыто короткими медно-красными волосами, а от их плеч к ногам висят свернутые крылья, состоящие из тонкой эластичной кожицы, свободной от волос».
Книжка наделала много шума, но вскоре выяснилось, что Джон Гершель не имеет никакого отношения ко всей этой чепухе, сочиненной одним невежественным американцем, падким, как и многие его соотечественники, на всякие сенсации и мистификации.
Может быть, когда-нибудь в будущем сверхмощные телескопы позволят рассмотреть на планетах отдельные живые организмы, но пока подобный способ решения вопроса явно непригоден. Значит ли это, что вопрос о жизни на Марсе не может быть решен в наши дни? Нет, не значит. Жизнь имеет свои «сигналы», обнаружить которые можно даже с расстояний в десятки миллионов километров. Что же это за сигналы?
Представьте себе снова, что мы очутились на Луне, с поверхности которой наша Земля невооруженным глазом видна примерно так же, как Марс в наши мощные телескопы. Можно ли с Луны без помощи телескопа установить, что на Земле существует жизнь? Да, можно.
Наблюдая с Луны Землю, мы обнаружили бы на ее поверхности загадочные с первого взгляда изменения: с наступлением весны в одном из полушарий Земли поверхность ее материков, покрытая до этого снегами, начинает приобретать зеленый оттенок. В разгар лета она становится ярко зеленой. С наступлением осени эти области постепенно меняют свой цвет на желтовато-оранжевый и даже бурый, а затем зимой скрываются под белым снеговым покровом. Такие изменения происходили бы на наших глазах из года в год как в одном, так и в другом полушарии нашей планеты.
Для нас, жителей Земли, в этих изменениях нет ничего загадочного. Зеленые пятна, меняющие свою окраску, – это наши леса, поля и нивы. Растительность, покрывающая их, меняет свой покров вместе с временами года, и эти изменения цвета являются красноречивыми сигналами о существовании растительной жизни. Их можно заметить с Луны даже невооруженным глазом.
Но посылает ли нам Марс подобные сигналы? Или изменения, наблюдаемые нами на Марсе, ограничиваются движением облаков, туманов да таянием полярных шапок?
Мы до сих пор мало говорили о загадочных марсианских морях. Решив отрицательно вопрос об их сходстве с земными морями, мы тем самым пришли к выводу, что название это чисто условное и что если в морях Марса и есть вода, то лишь в очень небольших количествах. Но что же тогда они собой представляют?
Марсианские моря совсем не похожи на марсианские материки по однородности своей окраски. Материки Марса кажутся повсюду окрашенными в ровный оранжево-красноватый цвет. Окраска же марсианских морей весьма сложна. Они испещрены множеством деталей с самыми разнообразными оттенками. Большинство морей Марса состоит из такого множества отдельных, преимущественно круглых, пятен, что напоминают собой шкуру леопарда.
Не всегда удается как следует различить оттенки этих пятен, но можно смело утверждать, что в марсианских морях встречаются все цвета, от серовато-голубого до буро-коричневатого.
Самым замечательным является то, что окраска морей Марса периодически изменяется в зависимости от времен года на этой планете.
С наступлением марсианской весны сероватая окраска марсианских морей сменяется зеленовато-синей, а в некоторых местах и изумрудно-зеленой. Моря становятся заметно темнее, чем зимой, причем волна позеленения распространяется от тающих полярных шапок к экватору планеты. К середине лета моря Марса становятся темно-зелеными с синеватым оттенком, что особенно заметно у наиболее теплых экваториальных морей.
Смена времен года на Марсе.
Во второй половине лета и с наступлением осени на зеленой поверхности марсианских морей начинают выступать блеклые желтоватые пятна с коричневатым оттенком. И вот постепенно сначала экваториальные моря, а затем и моря умеренных широт становятся тускло-коричневатыми или бледно-серыми. Эта окраска сохраняется у них в продолжение всей зимы.
Такие изменения повторяются каждый год, и зачастую они сопровождаются переменой не только цвета, но и формы марсианских морей. Посмотрите, как изменялось Озеро Солнца на Марсе, наблюдавшееся многими в разные годы и разные сезоны. Не только глаз наблюдателя, но и фотография фиксирует эти загадочные изменения. Сравнивая фотографии Марса, полученные в 1909 и 1924 годах, астрономы обнаружили, например, что границы Моря Сирен и Киммерийского моря за это время сместились в среднем на 600 километров.
Изменения Озера Солнца на Марсе по наблюдениям в разные годы.
Как не похоже все это на мертвый мир Луны, на поверхности которой за три века наблюдений не было обнаружено почти никаких изменений! Нет, Марс – это не мертвая, безжизненная пустыня. Сезонные изменения его морей доказывают существование на нем растительной жизни.
Однако хотя уже около века прошло с той поры, как были обнаружены эти сигналы жизни, ученые до недавнего времени очень мало знали о растительности Марса, а некоторые из них утверждали, что марсианские моря – это огромные топи, состоящие из зеленоватой, дающей сернистые испарения, ядовитой грязи. Лишь в последние годы благодаря трудам советских астрономов существование растительности на Марсе стало твердо доказанным.
САМАЯ МОЛОДАЯ ИЗ НАУК
В конце 1945 года на заседании президиума Казахского филиала Академии наук СССР с докладом о своих исследованиях Марса выступил известный советский астроном профессор Гавриил Адрианович Тихов. Доклад вызвал огромный интерес не только потому, что многое в нем было изложением многолетних интереснейших исследований Марса, проведенных самим докладчиком. В докладе впервые было произнесено слово, до тех пор не встречавшееся в науке. Это было название новой науки о растительной жизни на других планетах – астрономической ботаники, или, сокращенно, астроботаники. Создателем ее был сам докладчик, профессор Г. А. Тихов.
Задача, поставленная советским ученым, – изучение растений на других планетах, на первый взгляд может показаться совершенно фантастической. Но профессор Тихов вовсе не принадлежит к числу фантазеров. Напротив, его имя известно всему миру как имя одного из крупнейших советских астрономов, замечательного новатора в науке.
Гавриил Адрианович Тихов родился 1 мая 1875 года в семье начальника одной из станций Московско-Брестской железной дороги. Вскоре семья Тиховых переехала в Павлодар, а затем в Симферополь, где будущий выдающийся астроном в 1893 году окончил с золотой медалью местную гимназию. Уже в эти годы у него зародился глубокий интерес к астрономии, и поэтому после окончания гимназии Тихов поступил в Московский университет на физико-математический факультет, который блестяще окончил в 1897 году.
Для углубления своего образования молодой астроном отправился в Париж и здесь, в стенах старинного университета, где когда-то звучали пламенные речи Джордано Бруно, в течение трех лет слушал лекции крупнейших французских астрономов и усердно наблюдал в мощный телескоп Медонской обсерватории, расположенной близ Парижа. Вернувшись на родину, Тихов работал в течение нескольких лет преподавателем математики в высших и средних учебных заведениях.
В 1904 году исполнилась заветная мечта молодого ученого: его утвердили в должности астронома знаменитой Пулковской обсерватории. В распоряжение Тихова предоставили скромный инструмент – небольшой телескоп с фотокамерой, называемый астрографом. Работая в течение почти полувека с этим инструментом, Тихов сумел выполнить замечательные исследования и получить ценнейшие результаты. Больше всего его интересовала молодая еще тогда область астрономии – астрофизика. Основная задача астрофизики – это изучение физической природы небесных тел, в частности планет.
Г. А. Тихов изучал цвета различных небесных тел и с помощью новых, изобретенных им методов получил поразительные по своей точности результаты. Обширные каталоги цвета многих звезд, составленные Тиховым и его учениками, до сих пор являются незаменимыми во многих исследованиях.
Тихов участвовал в наблюдениях полных солнечных затмений. Он сделал открытие большого значения: оказывается, жемчужно-серебристое сияние, окружающее Солнце во время затмения, так называемая солнечная корона, состоит из двух частей: «шаровой», равномерно светящейся короны и пронизывающей ее своими лучами «лучистой» короны.
Известный советский исследователь Марса, профессор Г. А. Тихов.
Но чем бы Г. А. Тихов ни занимался – звездами, солнечной короной или планетами, его всегда интересовало определение цвета, окраски тех или других небесных тел.
Цвет – это очень важная характеристика предмета. По цвету звезд можно вычислить их температуру, по цвету поверхностей планет можно узнать их состав, по цвету неба – законы рассеяния света в земной атмосфере.
Такую направленность в работах Г. А. Тихова вряд ли можно считать случайной.
Научные таланты сочетаются у профессора Тихова с тонкой любовью ко всему прекрасному и с незаурядным художественным дарованием. Его чертежи и записи отличаются не только предельной аккуратностью и чистотой, но и внешним художественным оформлением. Цветные карандаши часто находят свое применение для выделения какой-нибудь важной детали чертежа.
Любовь и способность к живописи – характерная черта семейства Тиховых. Недаром дед Гавриила Адриановича был художником, его дочь окончила Академию художеств как пейзажист, а сам известный астроном одно время в молодости хотел сменить телескоп на кисть художника.
Но физика и астрономия дают возможность восхищение цветом и окраской соединить с точным количественным их изучением. Вот почему среди исследований Г. А. Тихова мы находим работы, посвященные цвету звезд, цвету солнечной короны, цвету Урана и Нептуна, цвету так называемого пепельного света Луны, цвету ясного дневного неба. Всюду цвет, цвет, цвет, цвет… Тихов достиг непревзойденных результатов, различая тончайшие оттенки цвета. И это объясняется не только высоким мастерством Тихова как наблюдателя, но и тем, что он в работе применяет новые методы и новые инструменты исследования.
Есть астрономы, прекрасно владеющие теорией, но совершенно беспомощные в практических исследованиях. Они не только не способны собственными руками построить какой-нибудь новый прибор, но даже самая пустяковая поломка телескопа заставляет их обращаться к помощи механика. Профессор Тихов совсем не похож на этих кабинетных ученых. Он занимается глубокими теоретическими исследованиями и вместе с тем великолепно разбирается в механизмах телескопов. Он не только умеет сам их чинить, но конструирует и изобретает новые приборы.
Искать и находить новые пути в науке, тесно связывать их с практической деятельностью человека – таков лозунг всей жизни замечательного советского ученого.
В годы первой мировой войны центром передовой технической мысли в области авиации были русские воинские части, расположенные под Киевом. Здесь находился знаменитый русский летчик Нестеров, поразивший весь мир первой «мертвой петлей». Здесь же работали специалисты по фотографированию местности с самолета – аэрофотосъемке. Улучшение методов и результатов аэрофотосъемки имело большое военное значение. И вот в 1917 году в Киеве появилась только что изданная книга под названием «Опыт улучшения визуальной и фотографической воздушной разведки». Ее автором был ефрейтор Тихов.
Сменивший в годы войны телескоп на винтовку, пулковский астроном даже в условиях военной обстановки продолжал успешно заниматься научной работой. Он на пять лет опередил американцев, заложив основы новой науки о видимости далеких предметов: гор, лесов, полей, – науки, именуемой визибилистикой.
Однако главным и любимым предметом научного исследования для профессора Тихова был и остается Марс. Можно без преувеличения назвать Тихова крупнейшим современным исследователем Марса.
Профессор Г. А. Тихов за наблюдениями.
Загадочной красной планетой он заинтересовался еще в начале своей работы на Пулковской обсерватории. Еще тогда, в начале нового века, он разработал и применил новый метод исследования планет – метод светофильтров.
Человеческий глаз способен подчас различать очень тонкие оттенки цвета. Но все же иногда и он ошибается, путая цвета или не различая их оттенки. А между тем нет в мире двух предметов разного состава, которые бы имели строго одинаковую окраску. Значит, для каждого вещества характерна в данном состоянии только одна, вполне определенная окраска. А отсюда следует, что, определив как можно точнее цвет предмета, можно узнать, что это за предмет и из чего он состоит.
Ну, а какое отношение все это имеет к Марсу? Оказывается, самое близкое. Ведь на Марсе в телескоп мы видим пятна самых различных цветов. Если узнать очень точно окраску этих пятен и сравнить их с окраской различных земных веществ, то можно узнать, из чего же состоит марсианская поверхность.
Вы помните, что материки Марса похожи по цвету на песок, перемешанный с глиной, а марсианские моря – на земную зеленую растительность. Все это видит наш глаз, но еще лучше, если окраска деталей на Марсе будет изучена более точным инструментом.
Светофильтры, впервые примененные Тиховым при изучении Марса в начале текущего века, представляют собой стекла или пленки самых разнообразных цветов. Каждый фотолюбитель знает, что при съемке далеких предметов на объектив фотоаппарата надевается желтый светофильтр. Почему этот светофильтр кажется нам желтым? Да потому, что он пропускает главным образом желтые лучи, поглощая все остальные. Значит, посмотрев сквозь него на окружающие предметы, мы увидим наиболее яркими те из них, которые имеют желтый цвет и испускают желтые лучи. Чем меньше таких лучей испускает предмет, тем более темным он будет казаться через желтый светофильтр. Те же из предметов, которые вовсе не испускают желтых лучей, будут казаться совершенно черными.
Для чего же фотографы при съемке, скажем, далеких гор пользуются желтым светофильтром? А вот для чего: далекие горы видны плохо и кажутся подернутыми голубоватой дымкой. Это объясняется тем, что земной воздух сильно рассеивает голубые лучи. Желтые же, оранжевые и красные лучи, идущие от далеких гор, он свободно пропускает. Желтый светофильтр задерживает голубые лучи, идущие от воздушной дымки, но зато пропускает желтые, оранжевые и красные. Вот почему на фотографии с желтым светофильтром воздушная дымка мешать не будет, и далекие горы выйдут резкими и четкими. Таким образом, светофильтры – это действительно фильтры для тех или иных лучей света.
Так вот, в 1909 году Г. А. Тихов, изготовив светофильтры разных цветов, стал сквозь них наблюдать в телескоп Марс. Результат получился весьма интересный. Через красный светофильтр зеленоватые моря Марса казались очень темными и резко выделяющимися на ярком фоне его оранжевых материков. Зато в зеленый светофильтр моря становились такими яркими, что различить их на фоне материков было нелегко. Значит, моря Марса действительно имеют зеленую окраску, а его материки – рыжевато-оранжевую.
Однако для решения вопроса о природе марсианской поверхности недостаточны только общие и грубые оценки цвета тех или иных деталей. Надо применить более точный способ оценки цвета предметов.
В природе нет предмета, который бы излучал лучи только строго одного цвета. Так например, раскаленный докрасна железный прут, кроме красных лучей, излучает и желтые, и зеленые, и синие лучи. Почему же тогда он все-таки кажется красным? Да потому, что красных лучей он излучает гораздо больше, чем остальных, действие которых мало заметно. Но все-таки цвет предмета есть результат общего действия всех посылаемых им лучей. Поэтому для точной оценки окраски, скажем, зеленого предмета надо знать не только, какие именно зеленые лучи он посылает больше всего, но и в каком количестве к этому основному цвету примешиваются другие лучи.
Вот такую задачу и можно решить с помощью светофильтров. Фотографируя один и тот же предмет через светофильтры разных цветов, астрономы затем на каждом снимке измеряют яркость изображения. А так как каждый светофильтр пропускает лучи только одного, вполне определенного цвета, то таким методом и удается установить, в каком количестве данный предмет посылает разнообразные лучи.
Есть и другой, еще более точный способ определения окраски предмета. В распоряжении астрономов есть прибор, называемый спектрографом. Главной частью в нем является трехгранная стеклянная призма, разлагающая проходящий через нее белый луч на цветную радужную полоску, называемую спектром. В спектре есть лучи всех цветов, а потому, фотографируя какой-нибудь предмет с помощью этого прибора, можно еще более точно, чем со светофильтрами, узнать его окраску.
Так или иначе, но если окраска предмета будет точно определена, то по ней, сопоставив эти данные с другими исследованиями, можно найти и состав предмета. Вот этот-то метод, впервые примененный Г. А. Тиховым в 1909 году к изучению Марса, впоследствии стал одним из основных методов исследования небесных тел. С помощью светофильтров были изучены Сатурн, Юпитер и другие планеты. Но особенно помогли светофильтры в изучении природы Марса.
