СПЕКТРАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРАЩЕНИЯ ПЛАНЕТ

Спектр планеты позволяет решить еще одну задачу — найти период осевого вращения планеты, если даже на ее поверхности нет никаких деталей, которые могли бы послужить для непосредственного наблюдения вращения. Метод основан, конечно, на применении эффекта Доплера. Какая-либо точка поверхности вращающейся планеты около лимба, особенно вблизи экватора ее, может иметь значительную скорость по лучу зрения, как относительно Солнца (КПА 484), так и относительно земного наблюдателя (там же). Это вызовет смещение спектральной линии относительно ее положения у центра планеты в фиолетовую сторону на приближающемся крае и в красную сторону на удаляющемся крае лимба. В целом вся спектральная линия, если изображение планеты ложится на щель спектрографа своим экватором, будет наклонена сравнительно с лабораторными спектральными линиями тем больше, чем быстрее вращается планета.

При этом возможна дифференциация линий, просто отраженных планетой, от линий, возникших в атмосфере планеты. Для первых смещение концов линий относительно середины должно равняться (КПА 484)

т. е. для оппозиции

    (33.33)

так как приблизительно = скорости вращения планеты на экваторе, а именно , где Р — период вращения. Наоборот, для линий, возникших в атмосфере планеты, справедлива формула

так что их наклон вдвое меньше:

    (33.35)

Различия наклона солнечных и планетных линий хорошо видны на рис. 197, воспроизводящем участок спектра Сатурна.

Рис. 197. Спектр Сатурна и его кольца в области метановой полосы . Фраунгоферовы линии солнечного спектра, отраженные поверхностью планеты, имеют продолжение в спектре кольца (верхняя полоска), а линии метана присутствуют только в спектре планеты. Они наклонены вдвое меньше, чем солнечные линии, как того требует теория (щель спектрографа располагалась приблизительно вдоль экватора Сатурна). В спектре кольца линии наклонены в противоположную сторону, указывая на более медленное вращение внешних частей

Если знать период вращения и измерять по наклону линий экваториальную скорость вращения, то может быть найден экваториальный радиус планеты, даже если диск планеты очень мал и не поддается измерениям. Так, например, был определен радиус Нептуна.

В этом случае может быть решен также другой важный вопрос — вращается ли планета так же, как и все другие планеты, с запада на восток илив противоположном направлении? Существенно при этом расположить щель спектрографа перпендикулярно к оси вращения планеты. Если положение последней заранее неизвестно, то делают пробы, поворачивая спектрограф по позиционному углу.