Химический состав межзвездного газа подобен составу атмосфер Солнца и многих звезд (см. табл. 4). Основную массу этого газа составляет водород, содержание гелия еще не установлено, но не исключено, что оно значительно. Содержание металлов очень мало; так, на нисколько сот тысяч атомов водорода приходится один атом кальция. Обнаружены в межзвездном газе простейшие двухатомные молекулы, например СН. Одна такая молекула приходится в среднем на сто миллионов атомов водорода. Средняя плотность водорода в нашей Галактике в ее центральной части равна приблизительно четырем атомам на 10 см³. Эта величина растет к периферии Галактики, достигая на расстоянии 6000 парсеков от центра концентрации, равной одному атому на 1 см³. При дальнейшем увеличении расстояния содержание водорода уменьшается. Так как концентрация звезд непрерывно уменьшается по мере Удаления от центра Галактики, то водород в центре составляет очень малую долю общей плотности вещества. На периферии же его доля значительна и составляет около 15 % общего количества вещества.

Солнце, центр нашей планетной системы (рис. 19), представляет собой желтую звезду с температурой поверхности около 6000°. В центральной части Солнца температура достигает, по-видимому, 20 млн. град. Поперечник его равен 1400 тыс. км, а масса выражается огромной цифрой 2 · 10²⁷ т.

Рис. 19. Схематическое расположение планет Солнечной системы.

В спектре атмосферы Солнца обнаружено свыше 20 000 линий поглощения, которые отождествлены с 60 химическими элементами, найденными на Земле.

Наиболее распространенным элементом, как мы уже указывали, является водород, число атомов которого в четыре раза больше, чем атомов гелия, и почти в тысячу раз превышает долю атомов всех остальных элементов.

Сравнительно много в атмосфере Солнца кислорода, углерода и азота. Обнаружены такие тяжелые элементы, как золото и торий. Рассчитано, что содержание технеция в атмосфере Солнца составляет около 10¯¹⁰% содержания водорода. Эта величина близка к распространенности многих соседних элементов — молибдена, рубидия. В атмосфере Солнца сравнительно много железа, которое по содержанию занимает одно из первых мест после водорода.

Все планеты солнечной системы подразделяются на две группы. В одну из них входят планеты сравнительно небольших размеров — Меркурий, Венера, Марс и Земля. Ко второй группе в основном относятся планеты-гиганты— Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

Рис. 20. Размеры Солнца и планет.

Сравнительные размеры планет и Солнца видны на рис. 20.,

Меркурий — самая близкая к Солнцу и самая маленькая планета. Объем ее в 15 раз меньше объема Земли. Средняя плотность вещества этой планеты составляет 5.5 г/см^г. Меркурий обращен к Солнцу всегда одной стороной, температура которой достигает 400 °C, другое полушарие имеет температуру около минус 250 °C, и поэтому там вечный мрак и холод. Меркурий лишен атмосферы и воды.

Вторая от Солнца планета — Венера находится от Солнца на расстоянии 108 млн. км. По размерам и плотности она приближается к Земле, окружена плотной атмосферой с густым слоем облаков. Средняя плотность вещества Венеры 4,86 г/см³.

Средняя температура. на освещенном полушарии Венеры составляет около 30 °C. В верхних слоях ее атмосферы обнаружено большое количество углекислого газа; в 1960 г. при подъеме телескопа на воздушном шаре на высоту 24 км удалось обнаружить также наличие паров воды. Высказывается предположение, что вся поверхность этой планеты покрыта океанами.

Наиболее хорошо изучена планета Марс. На небе ее можно видеть в виде оранжево-красного светила, быстро перемещающегося между созвездиями. Марс находится от Солнца на расстоянии 228 млн. км. По размерам он в два раза меньше Земли, средняя плотность его вещества составляет 3,9 г/с см³. Поверхность Марса покрыта пылью, гор не найдено. В 1909 г. русский астроном Г. А. Тихов установил, что атмосфера Марса менее плотная, чем на Земле. В атмосфере Марса обнаружено большое количество пылеобразного вещества. Предполагается, что это частицы пыли, поднятые ветром с поверхности, кристаллы воды и углекислоты, а также метеорная пыль.

В атмосфере Марса достоверно обнаружен только углекислый газ, количество которого вдвое больше, чем в атмосфере Земли. Много сил было потрачено на поиски в атмосфере Марса кислорода и водяного пара, который содержится в очень незначительных количествах. Французский астроном Вокулёр считает наиболее правдоподобным, что состав атмосферы Марса соответствует данным, приведенным в табл. 5, которая для сравнения содержит также и сведения о химическом составе атмосферы Земли.

Из-за большей удаленности от Солнца на Марсе холоднее, чем на Земле, но на нем, так же как на нашей планете, происходит смена времен года. Зимой температура снижается до —70 °C, летом она достигает 5— 10 °C тепла и только у экватора приближается к 20 °C.

Наблюдаются резкие суточные колебания температуры от +20 °C днем до — 40 °C ночью.

Таблица 5

Химический состав атмосферы Марса и Земли

(в объемных процентах)*

Самая большая планета солнечной системы — Юпитер, его диаметр около 144 000 км, а объем в 1345 раз превосходит объем Земли. Расстояние от Юпитера до Солнца равно 778 млн. км, поэтому температура его поверхности низка и составляет —130 °C. Плотность вещества Юпитера равна 1,31 г/см³; общая масса его в 318 раз больше, чем масса Земли. Юпитер имеет протяженную атмосферу, состоящую из водорода, аммиака и метана.

Строение Юпитера представляется в настоящее время в следующем виде (рис. 21). В центре его имеется плотное ядро с радиусом около 36 000 км. Оно окружено слоем льда толщиной до 25 000 км. Над ним простирается мощная газовая оболочка толщиной более Ю 000 км, состоящая преимущественно из водорода и его соединений. В этой газовой оболочке плавают облака из аммиака и метана. Основную часть вещества планеты Юпитер составляет водород. Советские астрономы В. Г. Фесенков, А. Г. Масевич, А. А. Абрикосов и Н. А. Козырев оценивают, что содержание водорода на планете может быть равным 60–80 вес. %.

Сатурн обладает очень малой плотностью — 0,7 г/см³. Поэтому эта планета легче воды, по объему она в 760 раз больше Земли. Сатурн находится от Солнца в два раза дальше, чем Юпитер, вследствие чего температура его поверхности достигает —150 °C.

Рис. 21. Схематическое строение Юпитера.

Рис. 22. Схематическое строение Земли.

Предполагается, что строение Сатурна подобно Юпитеру: твердое ядро его имеет радиус 30 000 км, оно окружено ледяным покровом толщиной около 10 000 км. Над ним располагается оболочка из водорода толщиной около 15 000 км с облаками из аммиака и метана. Поражает тот факт, что масса газовой оболочки Сатурна очень велика и, по данным В. Г. Фесенкова, почти равна массе твердого ядра. Масса земной атмосферы составляет менее одной миллионной доли массы Земли.