Планеты Солнечной системы
daemoonlight
offline
Самой большой планетой Солнечной системы и наиболее массивной из них является Юпитер. Его экваториальный диаметр равен 143884 км, что в 11,209 раз превышает диаметр Земли и составляет 0,103 диаметра Солнца. Форма Юпитера не совсем сферическая, поскольку планета состоит из газа и жидкости и быстро вращается. Полярный диаметр Юпитера равен 133708 км. По объему Юпитер эквивалентен 1319 объемам Земли.
Масса Юпитера в 318 раз превышает массу Земли и в 2,5 раза больше массы всех остальных планет, вместе взятых. Для того, чтобы образовалась масса, равная массе Солнца, потребуется 1047 таких планет, как Юпитер.
Экваториальный диаметр следующей самой большой планеты, Сатурна, составляет 0,84 диаметра Юпитера, а его масса равна 0,30 массы самой большой планеты. Как Юпитер, так и Сатурн смогли достичь столь больших размеров потому, что они формировались в ранний период развития Солнечной системы в таком месте, где можно было собрать большое количества газа солнечной туманности.
Самый маленький объект со статусом большой планеты в Солнечной системе - Плутон (с недавних пор его признали карликом, но я лично с такой формулировкой несогласен - это планетоид). Его диаметр равен всего 2324 км, - почти таков же размер континентальой части Соединенных Штатов Америки с севера на юг. Однако это больше чем в четыре раза превышает размер самого большого астероида (Церера).
Начиная с 1992 г., было открыто более 50 тел меньше Плутона, также вращающихся вокруг Солнца за орбитой Нептуна, в области, известной как пояс Койпера. Из всех ледяных планетоподобных тел, оставшихся от ранней стадии образования планетарной системы Солнца, Плутон, как кажется, представляет собой самое большое тело. Плутон не был выброшен в удаленное от Солнца облако Оорта, потому что попал в резонанс с Нептуном: за каждые три оборота Нептуна вокруг Солнца Плутон совершает ровно два. Это означает, что Плутон никогда не приблизится к Нептуну настолько близко, чтобы уступить гравитационному тяготению своего намного более массивного соседа.
Планета, которая при наблюдении с Земли кажется самой яркой, - Венера. Ее максимальная звездная величина равна -4,4. Венера ближе всех подходит к Земле и, кроме того, наиболее эффективно отражает солнечный свет, поскольку поверхность планеты закрыта облаками. Верхние слои облаков Венеры отражают 76% падающего на них солнечного света.
Когда Венера выглядит наиболее яркой, она находится в фазе серпа. Орбита Венеры лежит ближе к Солнцу, чем орбита Земли, поэтому диск Венеры полностью освещен только тогда, когда она находится на противоположной от Солнца стороне. В это время расстояние до Венеры самое большое, а ее видимый диаметр - самый маленький. Когда Венера находится на той же стороне от Солнца, что и Земля, мы можем видеть только серп ее освещенной стороны, но этот полумесяц занимает на небе намного большую область, чем диск "полной" Венеры, находящейся на значительном удалении.
На Венере поверхностная температура составляет от 460° до 480° C, благодая чему ее можно считать самой горячей планетой в Солнечной системе. Высокая температура венерианской поверхности связана с наличием у нее плотной атмосферы, состоящей из углекислого газа. Атмосфера выполняет роль теплоизолирующего одеяла: средняя температура поверхности на 500 градусов выше той, которая была бы при отсутствии атмосферы. Солнечное излучение проникает через облака Венеры, а из-за наличия в атмосфере углекислоты возникает явление, известное как парниковый эффект. В ранней истории Солнечной системы, когда Солнце было не столь ярким, как сейчас, Венера была холоднее, и на ней были океаны жидкой воды. Вода постепенно испарялась, способствуя возникновению парникового эффекта, но примерно за миллион лет вся она рассеялась в космическом пространстве. По мере повышения температуры из скальных пород на поверхности планеты освобождалось все больше углекислоты, что привело к "безудержному" развитию парникового эффекта и к наблюдаемому ныне перегреву Венеры.
Самая низкая температура, когда-либо зарегистрированная на поверхности тел в Солнечной системе, - поверхностная температура одной из лун Нептуна, Тритона. По измерениям, сделанным "Вояджером-2", эта температура оказалась равной -235°C, что всего на 38° выше абсолютного нуля. Температура поверхности Плутона почти наверняка близка к этим значениям, но пока мы имеем только ее оценки, сделанные с поверхности Земли. По этим оценкам яркие области Плутона имеют температуру около -233°C, а более темные примерно на 20° теплее. Плутон и Тритон кажутся очень похожими друг на друга: степень их подобия намного больше, чем у любой другой пары тел в Солнечной системе. Поверхностная температура планет или лун зависит от нескольких факторов (насколько велико расстояние от Солнца, имеется ли внутренний источник тепла, каково влияние атмосферы). Как Тритон, так и Плутон получают от Солнца очень мало тепла, не имеют внутреннего источника тепла и сильно охлаждаются за счет испарения льда с их поверхности.
Восемнадцать официально зарегистрированных лун, у каждой из которых есть свое название, имеет Сатурн. Это больше, чем у любой другой планеты. Имеются достаточные основания для того, чтобы утверждать наличие и девятнадцатой луны, хотя для получения ею официального статуса данных пока недостаточно. Открытие двух новых лун у Урана в 1997 г. довело их общее количество до 17, а третьим в этом списке стоит Юпитер со своими 16 спутниками. Вполне вероятно, что у всех трех планет есть до сих пор не открытые небольшие луны. Происхождение планетарных лун не вполне ясно, но кажется вероятным, что большие луны Сатурна и других гигантских планет (как и их небольшие внутренние луны) сформировались вместе и одновременно с родительскими планетами, а небольшие внешние луны являются астероидами, захваченными позднее.
Самая большая в Солнечной системе луна - спутник Юпитера Ганимед, диаметр которого равен 5262 км. Самая большая луна Сатурна -Титан - является по размеру второй (ее диаметр составляет 5150 км), и одно время считалось даже, что Титан больше Ганимеда. На третьем месте идет соседний с Ганимедом спутник Юпитера Каллисто. Как Ганимед, так и Каллисто больше, чем планета Меркурий (диаметр которой равен 4878 км). Ганимед своим статусом "самой большой луны" обязан толстой мантии льда, которая покрывает его внутренние слои из скальных пород. Твердые ядра Ганимеда и Каллисто, вероятно, близки по своим размерам к двум небольшим внутренним галилеевым лунам Юпитера - Ио (3630 км) и Европе (3138 км). Однако из-за близости к Юпитеру они получают больше тепла, так что Ио совсем не имеет ледяной мантии, а у Европы имеется только тонкая корка льда, возможно, со слоем подтаявшей подо льдом воды. В отличие от них, Ганимед наполовину состоит из льда (вторая половина - твердые породы).
Самая маленькая луна, размеры которой точно известны - спутник Марса Деймос. Деймос, грубо говоря, имеет форму эллипсоида с размерами 15x12x11 км. Его возможный соперник - луна Юпитера Леда, диаметр которой оценивается примерно в 10 км. Размеры других небольших лун, вращающихся вокруг своих планет, точно определить трудно, поскольку их можно наблюдать только как точечные объекты. Оценки их размеров зависят от того, какое значение принять для отражательной способности их поверхности. Считается, что Деймос, как и другой спутник Марса Фобос, представляет собой астероид, захваченный планетой. Они оба имеют очень темную поверхность, отражая всего несколько процентов падающего на них света. Эти спутники подобны астероидам, которые обычно находят во внешней части пояса астероидов и в группе троянцев - астероидов, связанных с Юпитером. Возможно, что и Леда представляет собой астероид, захваченный Юпитером и оказавшийся на орбите вокруг него.
Самая большая структура на Луне, официально внесенная в список кратеров, - Герцшпрунг, диаметром 591 км, который расположен на обратной стороне Луны и поэтому не виден с Земли. Этот кратер представляет собой многокольцевую ударную деталь. Подобные ударные структуры на видимой стороне Луны позже были заполнены лавой, которая, отвердев, превратилась в темную твердую породу. Эти детали теперь обычно называют морями, а не кратерами. Однако на обратной стороне Луны таких вулканических извержений не происходило. В результате на обратной стороне по сравнению с видимой имеется гораздо больше крупных ударных структур, которые зарегистрированы как "кратеры". В их число входят Аполлон (537 км), Биркхоф (345 км), Королев (437 км), Менделеев (313 км), Планк (314 км) и Шредингер (312 км). Самый большой кратер на видимой стороне Луны - Байи (Bailly) диаметром 287 км (не следует путать с другим кратером Бейли, носящим в английском варианте сходное название Baily). Самой большой ударной впадиной, зарегистрированной на Луне, является бассейн Южный полюс-Эйткен, который имеет в поперечнике 2500 км и простирается почти на четверть окружности Луны.
Самые высокие вулканы в Солнечной системе - щитовые вулканы на Марсе, а наибольшую высоту имеет гора Олимп. Ее вершина поднимается на 26 км выше уровня окружающего плато, причем поперечник составляет почти 500 км. Для сравнения можно указать, что Гавайские острова на Земле возвышаются над морским дном всего на 9 км. Щитовые вулканы растут в высоту постепенно, в результате повторных извержений из одного и того же жерла. На Марсе щитовые вулканы намного больше, чем на Земле. Этому есть несколько причин. Хотя в настоящее время эти вулканы, по-видимому, уже не являются действующими, они, вероятно, образовались раньше и были активными намного дольше, чем любые вулканы на Земле. При этом горячие вулканические точки на Земле с течением времени изменяли свое местоположение из-за постепенного движения континентальных плит, так что для "построения" очень высокого вулкана в каждом отдельном случае времени не хватало. Кроме того, низкое тяготение позволяет изверженному веществу образовывать на Марсе намного более высокие структуры, которые не обрушиваются под собственной тяжестью.
Самые большие скорости ветра в Солнечной системе были зарегистрированы на Нептуне. Крупномасштабные атмосферные образования в экваториальной области планеты движутся с востока на запад со скоростью около 325 м/сек относительно ядра планеты, а более мелкие детали перемещаются почти вдвое быстрее. Это означает, что скорости потоков выбросов у экватора Нептуна приближаются к сверхзвуковым. Скорость звука в атмосфере Нептуна составляет примерно 600 м/сек. Сильные ветры наблюдаются на всех гигантских планетах, но не ясно, почему самое быстрое движение атмосферы имеется именно на Нептуне. Возможно, это связано с влиянием внутренних источников тепла у Нептуна. Вторая среди "самых ветреных" планет - Сатурн, где максимальные скорости ветра примерно вдвое меньше, чем на Нептуне.
Масса Юпитера в 318 раз превышает массу Земли и в 2,5 раза больше массы всех остальных планет, вместе взятых. Для того, чтобы образовалась масса, равная массе Солнца, потребуется 1047 таких планет, как Юпитер.
Экваториальный диаметр следующей самой большой планеты, Сатурна, составляет 0,84 диаметра Юпитера, а его масса равна 0,30 массы самой большой планеты. Как Юпитер, так и Сатурн смогли достичь столь больших размеров потому, что они формировались в ранний период развития Солнечной системы в таком месте, где можно было собрать большое количества газа солнечной туманности.
Самый маленький объект со статусом большой планеты в Солнечной системе - Плутон (с недавних пор его признали карликом, но я лично с такой формулировкой несогласен - это планетоид). Его диаметр равен всего 2324 км, - почти таков же размер континентальой части Соединенных Штатов Америки с севера на юг. Однако это больше чем в четыре раза превышает размер самого большого астероида (Церера).
Начиная с 1992 г., было открыто более 50 тел меньше Плутона, также вращающихся вокруг Солнца за орбитой Нептуна, в области, известной как пояс Койпера. Из всех ледяных планетоподобных тел, оставшихся от ранней стадии образования планетарной системы Солнца, Плутон, как кажется, представляет собой самое большое тело. Плутон не был выброшен в удаленное от Солнца облако Оорта, потому что попал в резонанс с Нептуном: за каждые три оборота Нептуна вокруг Солнца Плутон совершает ровно два. Это означает, что Плутон никогда не приблизится к Нептуну настолько близко, чтобы уступить гравитационному тяготению своего намного более массивного соседа.
Планета, которая при наблюдении с Земли кажется самой яркой, - Венера. Ее максимальная звездная величина равна -4,4. Венера ближе всех подходит к Земле и, кроме того, наиболее эффективно отражает солнечный свет, поскольку поверхность планеты закрыта облаками. Верхние слои облаков Венеры отражают 76% падающего на них солнечного света.
Когда Венера выглядит наиболее яркой, она находится в фазе серпа. Орбита Венеры лежит ближе к Солнцу, чем орбита Земли, поэтому диск Венеры полностью освещен только тогда, когда она находится на противоположной от Солнца стороне. В это время расстояние до Венеры самое большое, а ее видимый диаметр - самый маленький. Когда Венера находится на той же стороне от Солнца, что и Земля, мы можем видеть только серп ее освещенной стороны, но этот полумесяц занимает на небе намного большую область, чем диск "полной" Венеры, находящейся на значительном удалении.
На Венере поверхностная температура составляет от 460° до 480° C, благодая чему ее можно считать самой горячей планетой в Солнечной системе. Высокая температура венерианской поверхности связана с наличием у нее плотной атмосферы, состоящей из углекислого газа. Атмосфера выполняет роль теплоизолирующего одеяла: средняя температура поверхности на 500 градусов выше той, которая была бы при отсутствии атмосферы. Солнечное излучение проникает через облака Венеры, а из-за наличия в атмосфере углекислоты возникает явление, известное как парниковый эффект. В ранней истории Солнечной системы, когда Солнце было не столь ярким, как сейчас, Венера была холоднее, и на ней были океаны жидкой воды. Вода постепенно испарялась, способствуя возникновению парникового эффекта, но примерно за миллион лет вся она рассеялась в космическом пространстве. По мере повышения температуры из скальных пород на поверхности планеты освобождалось все больше углекислоты, что привело к "безудержному" развитию парникового эффекта и к наблюдаемому ныне перегреву Венеры.
Самая низкая температура, когда-либо зарегистрированная на поверхности тел в Солнечной системе, - поверхностная температура одной из лун Нептуна, Тритона. По измерениям, сделанным "Вояджером-2", эта температура оказалась равной -235°C, что всего на 38° выше абсолютного нуля. Температура поверхности Плутона почти наверняка близка к этим значениям, но пока мы имеем только ее оценки, сделанные с поверхности Земли. По этим оценкам яркие области Плутона имеют температуру около -233°C, а более темные примерно на 20° теплее. Плутон и Тритон кажутся очень похожими друг на друга: степень их подобия намного больше, чем у любой другой пары тел в Солнечной системе. Поверхностная температура планет или лун зависит от нескольких факторов (насколько велико расстояние от Солнца, имеется ли внутренний источник тепла, каково влияние атмосферы). Как Тритон, так и Плутон получают от Солнца очень мало тепла, не имеют внутреннего источника тепла и сильно охлаждаются за счет испарения льда с их поверхности.
Восемнадцать официально зарегистрированных лун, у каждой из которых есть свое название, имеет Сатурн. Это больше, чем у любой другой планеты. Имеются достаточные основания для того, чтобы утверждать наличие и девятнадцатой луны, хотя для получения ею официального статуса данных пока недостаточно. Открытие двух новых лун у Урана в 1997 г. довело их общее количество до 17, а третьим в этом списке стоит Юпитер со своими 16 спутниками. Вполне вероятно, что у всех трех планет есть до сих пор не открытые небольшие луны. Происхождение планетарных лун не вполне ясно, но кажется вероятным, что большие луны Сатурна и других гигантских планет (как и их небольшие внутренние луны) сформировались вместе и одновременно с родительскими планетами, а небольшие внешние луны являются астероидами, захваченными позднее.
Самая большая в Солнечной системе луна - спутник Юпитера Ганимед, диаметр которого равен 5262 км. Самая большая луна Сатурна -Титан - является по размеру второй (ее диаметр составляет 5150 км), и одно время считалось даже, что Титан больше Ганимеда. На третьем месте идет соседний с Ганимедом спутник Юпитера Каллисто. Как Ганимед, так и Каллисто больше, чем планета Меркурий (диаметр которой равен 4878 км). Ганимед своим статусом "самой большой луны" обязан толстой мантии льда, которая покрывает его внутренние слои из скальных пород. Твердые ядра Ганимеда и Каллисто, вероятно, близки по своим размерам к двум небольшим внутренним галилеевым лунам Юпитера - Ио (3630 км) и Европе (3138 км). Однако из-за близости к Юпитеру они получают больше тепла, так что Ио совсем не имеет ледяной мантии, а у Европы имеется только тонкая корка льда, возможно, со слоем подтаявшей подо льдом воды. В отличие от них, Ганимед наполовину состоит из льда (вторая половина - твердые породы).
Самая маленькая луна, размеры которой точно известны - спутник Марса Деймос. Деймос, грубо говоря, имеет форму эллипсоида с размерами 15x12x11 км. Его возможный соперник - луна Юпитера Леда, диаметр которой оценивается примерно в 10 км. Размеры других небольших лун, вращающихся вокруг своих планет, точно определить трудно, поскольку их можно наблюдать только как точечные объекты. Оценки их размеров зависят от того, какое значение принять для отражательной способности их поверхности. Считается, что Деймос, как и другой спутник Марса Фобос, представляет собой астероид, захваченный планетой. Они оба имеют очень темную поверхность, отражая всего несколько процентов падающего на них света. Эти спутники подобны астероидам, которые обычно находят во внешней части пояса астероидов и в группе троянцев - астероидов, связанных с Юпитером. Возможно, что и Леда представляет собой астероид, захваченный Юпитером и оказавшийся на орбите вокруг него.
Самая большая структура на Луне, официально внесенная в список кратеров, - Герцшпрунг, диаметром 591 км, который расположен на обратной стороне Луны и поэтому не виден с Земли. Этот кратер представляет собой многокольцевую ударную деталь. Подобные ударные структуры на видимой стороне Луны позже были заполнены лавой, которая, отвердев, превратилась в темную твердую породу. Эти детали теперь обычно называют морями, а не кратерами. Однако на обратной стороне Луны таких вулканических извержений не происходило. В результате на обратной стороне по сравнению с видимой имеется гораздо больше крупных ударных структур, которые зарегистрированы как "кратеры". В их число входят Аполлон (537 км), Биркхоф (345 км), Королев (437 км), Менделеев (313 км), Планк (314 км) и Шредингер (312 км). Самый большой кратер на видимой стороне Луны - Байи (Bailly) диаметром 287 км (не следует путать с другим кратером Бейли, носящим в английском варианте сходное название Baily). Самой большой ударной впадиной, зарегистрированной на Луне, является бассейн Южный полюс-Эйткен, который имеет в поперечнике 2500 км и простирается почти на четверть окружности Луны.
Самые высокие вулканы в Солнечной системе - щитовые вулканы на Марсе, а наибольшую высоту имеет гора Олимп. Ее вершина поднимается на 26 км выше уровня окружающего плато, причем поперечник составляет почти 500 км. Для сравнения можно указать, что Гавайские острова на Земле возвышаются над морским дном всего на 9 км. Щитовые вулканы растут в высоту постепенно, в результате повторных извержений из одного и того же жерла. На Марсе щитовые вулканы намного больше, чем на Земле. Этому есть несколько причин. Хотя в настоящее время эти вулканы, по-видимому, уже не являются действующими, они, вероятно, образовались раньше и были активными намного дольше, чем любые вулканы на Земле. При этом горячие вулканические точки на Земле с течением времени изменяли свое местоположение из-за постепенного движения континентальных плит, так что для "построения" очень высокого вулкана в каждом отдельном случае времени не хватало. Кроме того, низкое тяготение позволяет изверженному веществу образовывать на Марсе намного более высокие структуры, которые не обрушиваются под собственной тяжестью.
Самые большие скорости ветра в Солнечной системе были зарегистрированы на Нептуне. Крупномасштабные атмосферные образования в экваториальной области планеты движутся с востока на запад со скоростью около 325 м/сек относительно ядра планеты, а более мелкие детали перемещаются почти вдвое быстрее. Это означает, что скорости потоков выбросов у экватора Нептуна приближаются к сверхзвуковым. Скорость звука в атмосфере Нептуна составляет примерно 600 м/сек. Сильные ветры наблюдаются на всех гигантских планетах, но не ясно, почему самое быстрое движение атмосферы имеется именно на Нептуне. Возможно, это связано с влиянием внутренних источников тепла у Нептуна. Вторая среди "самых ветреных" планет - Сатурн, где максимальные скорости ветра примерно вдвое меньше, чем на Нептуне.
Толедо-Саламанка
offline
С детства увлекался астрономией, но скорее в научно-популярном ключе, а серьезно так и не увлекся... Кстати, что сейчас говорят, существовал ли "мифический" Фаэтон как планета на месте сегодняшнего астероидного пояса между Юпитером и Марсом или это была неподтвердившаяся гипотеза?
daemoonlight
offline
Согласно наиболее популярной теории, все астероиды Солнечной системы представляют собой осколки распавшейся (или так и не сформировавшейся) планеты Фаэтон.
В астрономии не раз бывало, что открытию помогала случайность. Вот как это произошло с малыми планетами. Немецкий физик и математик И. Тициус в 1766 году нашел числовую закономерность в расстояниях планет от Солнца. Согласно этому правилу, между орбитами Марса и Юпитера должна была существовать какая-то планета. Английский астроном В. Гершель в 1781 году открыл планету Уран, причем расстояние планеты от Солнца очень мало отличалось от величины, которую предсказывала формула Тициуса. Это обстоятельство повысило доверие ученых XVIII века к правилу Тициуса, и в 1796 году на конгрессе в Готе было решено начать поиск недостающей планеты. Однако случилось так, что никому из тех астрономов, которым поручили наблюдения, не повезло. Планету обнаружил в первую новогоднюю ночь 1801 года Дж. Пиацци, директор обсерватории в Палермо (Сицилия). Надо сказать, что у Пиацци была совсем другая задача, он хотел составить точную карту звездного неба в области созвездия Тельца. Сверяясь со звездным каталогом Волластoна (как выяснилось позже, в каталоге была допущена опечатка), астроном никак не мог обнаружить одну из звезд. Неожиданно он заметил звездоподобный объект, который медленно перемещался по небу. Когда вычислили орбиту космического тела, оказалось, что оно движется поразительно точно на том расстоянии от Солнца, какое предсказано формулой Тициуса. Астрономы торжествовали: найдена недостающая планета. Ее назвали Церерой, в честь богини - покровительницы Сицилии.
Однако вскоре последовала цепь новых открытий. В 1802 году была открыта еще одна планета - Паллада. В 1804 году - третья малая планета - Юнона, а в 1807 году - Веста. Все они двигались примерно на таком же расстоянии от Солнца, что и Церера, - 2,8 астрономической единицы (около 420 миллионов километров). Именно это обстоятельство позволило немецкому астроному и врачу Г. Ольберсу в 1804 году высказать гипотезу о том, что малые планеты (их еще называют астероидами, то есть "звездоподобными") произошли в результате разрыва на куски одной большой планеты, радиус орбиты которой лежал на расстоянии 2,8 астрономической единицы.
Заметим, кстати, что современники Г. Ольберса (В. Гершель, Лаверье, П. Лаплас) высказывали другие предположения о происхождении астероидов, однако наибольшей популярностью пользовалась все же точка зрения Ольберса, которая наилучшим образом объясняла все известные к тому времени факты.
Между тем поток открытий астероидов не иссякал, и к 1890 году было известно уже свыше 300 малых планет. Астрономы пришли к твердому убеждению, что в некоторой зоне между Марсом и Юпитером по орбитам вокруг Солнца вращается целый рой малых планетных тел. Открытия малых планет продолжаются и до настоящего времени. По некоторым оценкам, их число может превышать 70000.
Итак, "правило планетных расстояний" Тициуса, как мы видим, сыграло выдающуюся роль в истории открытия малых планет. Однако само это правило до сих пор не получило своего теоретического истолкования и, как считают современные космогонисты, не содержит физического смысла. Поистине приходится лишь удивляться, как иногда неверные предпосылки или попросту случайное стечение обстоятельств приводят к открытиям, значение которых трудно переоценить.
Вернемся, однако, к гипотезам о происхождении малых планет. В принципе их все можно распределить на две большие группы. Первую группу образует гипотеза Ольберса и ее различные модификации, предполагающие происхождение астероидов (и комет) как результат взрыва гипотетической планеты. К этой гипотезе обратился российский астроном Б. А. Воронцов-Вельяминов, который считает, что планету - прародительницу астероидов и комет было бы правильнее назвать не Фаэтон, а Астерон. Другая группа гипотез рассматривает происхождение астероидов (и комет) в единой эволюционной схеме образования Солнечной системы. Среди этих гипотез наиболее подробно разработана гипотеза советского ученого О. Ю. Шмидта.
Какая же из этих двух концепций лучше удовлетворяет современным представлениям о малых телах Солнечной системы?
К сороковым годам XX века каталоги астероидов с указанием их орбит содержали около полутора тысяч объектов. Используя методы небесной механики, теоретически можно повернуть события вспять, "собрать" астероиды вместе и определить приблизительную орбиту родительской планеты. Такую работу проделал московский астроном А. Н, Чибисов. Его вывод однозначен: исходя из современных данных о движении астероидов, невозможно определить ни область, где разорвалась планета, ни орбиту, по которой она двигалась до взрыва. Азербайджанский ученый Г. Ф. Султанов подошел к этому вопросу с другой стороны. Он рассчитал, как должны распределиться в пространстве осколки при разрыве планеты. Полученные данные сравнил с существующим распределением астероидов. И вновь результат оказался не в пользу гипотезы Ольберса. Различия в распределении столь велики, что говорить о взрыве небесного тела нет никаких оснований.
И все же существовала еще одна мыслимая ситуация, которую можно было бы использовать, чтобы спасти гипотезу Ольберса, если взрыв планеты - дело далекого прошлого, то можно допустить, что под действием планетных возмущений за время, сравнимое с возрастом Солнечной системы, орбиты астероидов запутались настолько, что восстановить начальные условия попросту невозможно.
Окончательно гипотезу Ольберса пришлось отвергнуть после того, как стали известны физические характеристики астероидов. Еще совсем недавно мы практически ничего не знали об этом. Только к концу 70-х годов, когда была выполнена широкая программа исследований на крупнейших телескопах мира с использованием современной аппаратуры, стала проявляться физическая природа тел в поясе астероидов. Выяснились любопытные факты. Оказалось, например, что малые планеты отличаются друг от друга по своим оптическим свойствам. В кольце астероидов можно выделить как минимум две группы объектов - светлые и темные. Но, что самое удивительное, доля темных объектов возрастает с увеличением расстояния от Солнца. И наоборот, чем ближе к Солнцу, тем выше процент светлых тел. Очень трудно (если вообще возможно) представить себе взрыв, который бы так красиво упорядочил куски планеты по орбитам вокруг Солнца.
Наконец, существует еще одно "наивное почему", на которое должны ответить сторонники гипотезы Ольберса. Почему взорвалась планета? Сам автор гипотезы по этому поводу никак не высказывался. Но сейчас, когда мы располагаем мощными средствами исследования планет вплоть до космических аппаратов и знаем о планетах не в пример больше, чем астрономы XIX века, отмахиваться от этого вопроса нельзя. Так вот, исчерпывающего ответа на него не дал еще никто.
Что же говорит о возникновении астероидов гипотеза О. Ю. Шмидта? Хотя на первый взгляд это кажется невероятным, "виноват" во всем Юпитер, крупнейшая планета в Солнечной системе. Произошло это на заре рождения планет, примерно около 4 миллиардов лет назад. В то время молодое Солнце было окружено газопылевым облаком, причем пылевой слой концентрировался в экваториальной области, в той плоскости, где теперь вращаются планеты. Скорости пылинок в слое были относительно небольшие, поэтому пылинки быстро слипались, сравнительно за короткое время образовались тела (планетезимали), по размерам сравнимые с современными астероидами. Быстрее всего благодаря специфическим условиям в протопланетном облаке процесс рождения планетезималей шел в районе орбиты нынешнего Юпитера. Крупнейшая планетезималь имела приоритет в росте - она интенсивно присоединяла к себе соседние тела, превращаясь в ядро будущего Юпитера. Когда масса ядра достигла нескольких масс Земли, оно стало эффективно "раскачивать" орбиты ближайших к нему планетезималей и выкидывать их из своей зоны питания. Силы были настолько велики, что планетезимали "простреливали" внутренние области рождающейся Солнечной системы, вплоть до орбиты современного Меркурия. Конечно, больше всего досталось соседнему району, где сейчас располагается пояс астероидов. Часть тел из этого района была вообще выброшена при столкновениях, а у оставшихся тел очень сильно возросли относительные скорости. При столкновениях протоастероиды уже не могли объединиться, процесс дробления стал преобладать над процессом роста. Так, растущий Юпитер приостановил рост ближайшей к себе планеты. Не исключено, что масса Марса осталась небольшой именно из-за этих событий.
Получается, что на некотором первоначальном этапе своего развития прото-Юпитер работал наподобие пращи, раскидывая во все стороны соседние планетезимали. По расчетам, масса вещества, вынесенного из Солнечной системы Юпитером и другими планетами-гигантами, могла достигать нескольких сотен масс Земли. Часть планетезималей навсегда покинула Солнечную систему, другая часть время от времени возвращается к нам в виде комет. Вот как теория О. Ю. Шмидта объясняет происхождение комет.
Соответствуют ли описанные теоретические взгляды тому, что мы наблюдаем в жизни? Если говорить об астероидах, то грубых противоречий до сих пор не выявлено. Скорее наоборот, современные астрономические наблюдения уточняют и дополняют гипотезу. Во всяком случае, основной посыл гипотезы Шмидта сохраняется, а именно - пояс астероидов - закономерный этап эволюции Солнечной системы. О происхождении комет мы до сих пор знаем слишком мало, чтобы обнаружить несоответствие с гипотезой.
В марте 1986 года советские межпланетные станции "Вега-1" и "Вега-2" пролетели в непосредственной близости от головы кометы Галлея. Получен уникальный материал о физических условиях в газо-пылевой атмосфере кометы, впервые в истории человечества удалось увидеть ее ядро. Это каменистое очень темное неправильной формы тело размером всего несколько километров в поперечнике. Наверное, так могут выглядеть и некоторые астероиды.
Итак, современные научные факты не подтверждают гипотезу Ольберса о взрыве гипотетической планеты - прародительницы астероидов и комет. Миф рассеялся: если и существовала такая планета, то только в воображении. А называть ее можно, коли уж не Фаэтон, то скорее Мифон, чем Астерон.
В астрономии не раз бывало, что открытию помогала случайность. Вот как это произошло с малыми планетами. Немецкий физик и математик И. Тициус в 1766 году нашел числовую закономерность в расстояниях планет от Солнца. Согласно этому правилу, между орбитами Марса и Юпитера должна была существовать какая-то планета. Английский астроном В. Гершель в 1781 году открыл планету Уран, причем расстояние планеты от Солнца очень мало отличалось от величины, которую предсказывала формула Тициуса. Это обстоятельство повысило доверие ученых XVIII века к правилу Тициуса, и в 1796 году на конгрессе в Готе было решено начать поиск недостающей планеты. Однако случилось так, что никому из тех астрономов, которым поручили наблюдения, не повезло. Планету обнаружил в первую новогоднюю ночь 1801 года Дж. Пиацци, директор обсерватории в Палермо (Сицилия). Надо сказать, что у Пиацци была совсем другая задача, он хотел составить точную карту звездного неба в области созвездия Тельца. Сверяясь со звездным каталогом Волластoна (как выяснилось позже, в каталоге была допущена опечатка), астроном никак не мог обнаружить одну из звезд. Неожиданно он заметил звездоподобный объект, который медленно перемещался по небу. Когда вычислили орбиту космического тела, оказалось, что оно движется поразительно точно на том расстоянии от Солнца, какое предсказано формулой Тициуса. Астрономы торжествовали: найдена недостающая планета. Ее назвали Церерой, в честь богини - покровительницы Сицилии.
Однако вскоре последовала цепь новых открытий. В 1802 году была открыта еще одна планета - Паллада. В 1804 году - третья малая планета - Юнона, а в 1807 году - Веста. Все они двигались примерно на таком же расстоянии от Солнца, что и Церера, - 2,8 астрономической единицы (около 420 миллионов километров). Именно это обстоятельство позволило немецкому астроному и врачу Г. Ольберсу в 1804 году высказать гипотезу о том, что малые планеты (их еще называют астероидами, то есть "звездоподобными") произошли в результате разрыва на куски одной большой планеты, радиус орбиты которой лежал на расстоянии 2,8 астрономической единицы.
Заметим, кстати, что современники Г. Ольберса (В. Гершель, Лаверье, П. Лаплас) высказывали другие предположения о происхождении астероидов, однако наибольшей популярностью пользовалась все же точка зрения Ольберса, которая наилучшим образом объясняла все известные к тому времени факты.
Между тем поток открытий астероидов не иссякал, и к 1890 году было известно уже свыше 300 малых планет. Астрономы пришли к твердому убеждению, что в некоторой зоне между Марсом и Юпитером по орбитам вокруг Солнца вращается целый рой малых планетных тел. Открытия малых планет продолжаются и до настоящего времени. По некоторым оценкам, их число может превышать 70000.
Итак, "правило планетных расстояний" Тициуса, как мы видим, сыграло выдающуюся роль в истории открытия малых планет. Однако само это правило до сих пор не получило своего теоретического истолкования и, как считают современные космогонисты, не содержит физического смысла. Поистине приходится лишь удивляться, как иногда неверные предпосылки или попросту случайное стечение обстоятельств приводят к открытиям, значение которых трудно переоценить.
Вернемся, однако, к гипотезам о происхождении малых планет. В принципе их все можно распределить на две большие группы. Первую группу образует гипотеза Ольберса и ее различные модификации, предполагающие происхождение астероидов (и комет) как результат взрыва гипотетической планеты. К этой гипотезе обратился российский астроном Б. А. Воронцов-Вельяминов, который считает, что планету - прародительницу астероидов и комет было бы правильнее назвать не Фаэтон, а Астерон. Другая группа гипотез рассматривает происхождение астероидов (и комет) в единой эволюционной схеме образования Солнечной системы. Среди этих гипотез наиболее подробно разработана гипотеза советского ученого О. Ю. Шмидта.
Какая же из этих двух концепций лучше удовлетворяет современным представлениям о малых телах Солнечной системы?
К сороковым годам XX века каталоги астероидов с указанием их орбит содержали около полутора тысяч объектов. Используя методы небесной механики, теоретически можно повернуть события вспять, "собрать" астероиды вместе и определить приблизительную орбиту родительской планеты. Такую работу проделал московский астроном А. Н, Чибисов. Его вывод однозначен: исходя из современных данных о движении астероидов, невозможно определить ни область, где разорвалась планета, ни орбиту, по которой она двигалась до взрыва. Азербайджанский ученый Г. Ф. Султанов подошел к этому вопросу с другой стороны. Он рассчитал, как должны распределиться в пространстве осколки при разрыве планеты. Полученные данные сравнил с существующим распределением астероидов. И вновь результат оказался не в пользу гипотезы Ольберса. Различия в распределении столь велики, что говорить о взрыве небесного тела нет никаких оснований.
И все же существовала еще одна мыслимая ситуация, которую можно было бы использовать, чтобы спасти гипотезу Ольберса, если взрыв планеты - дело далекого прошлого, то можно допустить, что под действием планетных возмущений за время, сравнимое с возрастом Солнечной системы, орбиты астероидов запутались настолько, что восстановить начальные условия попросту невозможно.
Окончательно гипотезу Ольберса пришлось отвергнуть после того, как стали известны физические характеристики астероидов. Еще совсем недавно мы практически ничего не знали об этом. Только к концу 70-х годов, когда была выполнена широкая программа исследований на крупнейших телескопах мира с использованием современной аппаратуры, стала проявляться физическая природа тел в поясе астероидов. Выяснились любопытные факты. Оказалось, например, что малые планеты отличаются друг от друга по своим оптическим свойствам. В кольце астероидов можно выделить как минимум две группы объектов - светлые и темные. Но, что самое удивительное, доля темных объектов возрастает с увеличением расстояния от Солнца. И наоборот, чем ближе к Солнцу, тем выше процент светлых тел. Очень трудно (если вообще возможно) представить себе взрыв, который бы так красиво упорядочил куски планеты по орбитам вокруг Солнца.
Наконец, существует еще одно "наивное почему", на которое должны ответить сторонники гипотезы Ольберса. Почему взорвалась планета? Сам автор гипотезы по этому поводу никак не высказывался. Но сейчас, когда мы располагаем мощными средствами исследования планет вплоть до космических аппаратов и знаем о планетах не в пример больше, чем астрономы XIX века, отмахиваться от этого вопроса нельзя. Так вот, исчерпывающего ответа на него не дал еще никто.
Что же говорит о возникновении астероидов гипотеза О. Ю. Шмидта? Хотя на первый взгляд это кажется невероятным, "виноват" во всем Юпитер, крупнейшая планета в Солнечной системе. Произошло это на заре рождения планет, примерно около 4 миллиардов лет назад. В то время молодое Солнце было окружено газопылевым облаком, причем пылевой слой концентрировался в экваториальной области, в той плоскости, где теперь вращаются планеты. Скорости пылинок в слое были относительно небольшие, поэтому пылинки быстро слипались, сравнительно за короткое время образовались тела (планетезимали), по размерам сравнимые с современными астероидами. Быстрее всего благодаря специфическим условиям в протопланетном облаке процесс рождения планетезималей шел в районе орбиты нынешнего Юпитера. Крупнейшая планетезималь имела приоритет в росте - она интенсивно присоединяла к себе соседние тела, превращаясь в ядро будущего Юпитера. Когда масса ядра достигла нескольких масс Земли, оно стало эффективно "раскачивать" орбиты ближайших к нему планетезималей и выкидывать их из своей зоны питания. Силы были настолько велики, что планетезимали "простреливали" внутренние области рождающейся Солнечной системы, вплоть до орбиты современного Меркурия. Конечно, больше всего досталось соседнему району, где сейчас располагается пояс астероидов. Часть тел из этого района была вообще выброшена при столкновениях, а у оставшихся тел очень сильно возросли относительные скорости. При столкновениях протоастероиды уже не могли объединиться, процесс дробления стал преобладать над процессом роста. Так, растущий Юпитер приостановил рост ближайшей к себе планеты. Не исключено, что масса Марса осталась небольшой именно из-за этих событий.
Получается, что на некотором первоначальном этапе своего развития прото-Юпитер работал наподобие пращи, раскидывая во все стороны соседние планетезимали. По расчетам, масса вещества, вынесенного из Солнечной системы Юпитером и другими планетами-гигантами, могла достигать нескольких сотен масс Земли. Часть планетезималей навсегда покинула Солнечную систему, другая часть время от времени возвращается к нам в виде комет. Вот как теория О. Ю. Шмидта объясняет происхождение комет.
Соответствуют ли описанные теоретические взгляды тому, что мы наблюдаем в жизни? Если говорить об астероидах, то грубых противоречий до сих пор не выявлено. Скорее наоборот, современные астрономические наблюдения уточняют и дополняют гипотезу. Во всяком случае, основной посыл гипотезы Шмидта сохраняется, а именно - пояс астероидов - закономерный этап эволюции Солнечной системы. О происхождении комет мы до сих пор знаем слишком мало, чтобы обнаружить несоответствие с гипотезой.
В марте 1986 года советские межпланетные станции "Вега-1" и "Вега-2" пролетели в непосредственной близости от головы кометы Галлея. Получен уникальный материал о физических условиях в газо-пылевой атмосфере кометы, впервые в истории человечества удалось увидеть ее ядро. Это каменистое очень темное неправильной формы тело размером всего несколько километров в поперечнике. Наверное, так могут выглядеть и некоторые астероиды.
Итак, современные научные факты не подтверждают гипотезу Ольберса о взрыве гипотетической планеты - прародительницы астероидов и комет. Миф рассеялся: если и существовала такая планета, то только в воображении. А называть ее можно, коли уж не Фаэтон, то скорее Мифон, чем Астерон.
Спасибо, буду знать...