Отсекаем всё лишнее
По просьбам читателей сразу сообщаю, что в конце статьи есть музыкальное приложение по теме статьи. Кому нравится читать под музыку, это для Вас.
Большинство людей думают, что это есть Солнце и 8 или 9 планет. Кто-то при этом вспоминает еще и о Луне. Находятся, правда, их уже не так много, желающие поселить в Солнечную систему все 12 зодиакальных созвездий и Большую Медведицу. Давайте сегодня разберемся, что же это такое — «Солнечная система».
Много миллиардов лет назад эти места выглядели немного иначе. Здесь было облако межзвездного газа и пыли (возможно — остаток какой-то уже погасшей звезды), которое медленно уплотнялось под действием собственной гравитации, сжималось, в этом образовании наметился некий центральный сгусток, который стал разогреваться и однажды (это для краткости — обычно такие процессы растягиваются на миллионы лет и звезды не загораются в одночасье) вспыхнул звездой. Окружающие его газ и пыль продолжали стремиться к молодой звезде под действием сил тяготения, но излучение исходящее от звезды препятствовало сгущению остатков материи подобно ветру дующему в разные стороны.
На какое-то время установилось равновесие и остатки пыли и газа продолжали собираться в комочки на почтительном расстоянии от своей звезды — они не падали на нее, но и не улетали прочь. Причем более тяжелые фракции этого газопылевого строительного материала оседали поближе к центральной звезде, а легкие газы (преимущественно Водород и Гелий) нашли свое равновесие поодаль. За следующий миллиард лет, или за промежуток времени того же порядка, из расслоившейся по молекулярной массе материи сформировались планеты — маленькие, но плотные, вблизи Солнца (так называемые «Планеты земной группы»); и водородно-гелиевые гиганты типа Юпитера и Сатурна — несколько подальше от светила.
Вот так, если рассказывать предельно упрощенно, и сформировалось то, что называется Солнечной системой — Солнце и вращающиеся вокруг него планеты. Да только это не все, есть еще много интересного в этой системе, но прежде затронем другой аспект — аспект постижения всего этого человечеством.
Существуют два класса гипотез о происхождении Солнечной системы. Основное их различие в том, что одни постулируют одновременное происхождение Солнца и протопланетного диска — из единого прото-облака. Другие — в частности долгое время находящаяся в авангарде популярности и признания гипотеза Отто Юльевича Шмидта — предполагают отдельное формирование Солнца с последующим захватом им некой туманности — остатка вспышки сверхновой звезды. Обсуждение этих гипотез выходит на рамки статьи, хотя и представляет интерес.
С тех пор, как раскаленные поверхности каменных шаров остыли, прошло еще 4 или 5 миллиардов лет и на одном из таких шаров случилось нечто необычное, не совсем привычное для небесных тел явление — там завелись существа, считающие себя разумными — о-как замахнулись! Но как бы то не было, и кто бы кем себя не считал, а примерно 50 тысяч лет назад человеки уже со знанием дела всматривались в небосвод, и их немного начинали волновать те из светящихся точек, что упорно не хотели оставаться на своих местах и кочевали от созвездия Мамонта к созвездию Кабана.
Около 10 тысяч лет назад, и практически повсеместно — в Египте и Элладе, Вавилоне и Персии, в Индии и Китае (возможно и на Американском континенте) этому начали находить объяснение. Люди сходились во мнении — это Боги, бессмертные Боги, а кто же еще может позволить себе перемещаться среди неподвижных звезд? — только Боги! Так думали почти все, но была в каждой из перечисленных стран, особая разновидность жителей — жрецы — эти никогда просто так не делились своими истинными представлениями о строении Мироздания с простым малограмотным людом, да и со знатью — царями, военачальниками — тоже не делились. Они с легкостью предсказывали как положение на небе всех известных тогда блуждающих светил, так и солнечные, лунные затмения, что давало им реальную власть над теми же царями и военачальниками — жрецов слушались все. А кто не слушался — тот отправлялся на небеса слушаться великих Богов, блуждающих по созвездиям.
Каким образом, на основании каких теорий, и базируясь на какой картине мира древние жрецы делали свои вычисления, так и осталось тайной, которую они унесли к своим богам, но где-то за 500 лет до нашей эры у жрецов появился достойный конкурент — класс ученых — философы, математики и метафизики — все они пытались разгадать конструкцию небесных механизмов опираясь на наблюдения и логику, и к началу нашей эры в мире — опять же во многих странах почти синхронно — зародилась, ожила догадка о безграничном пространстве, мегаскоплениях галактик, в одной из которых среди миллиардов и миллиардов подобных светил с огромной скоростью летит том, что наше дневное светило окружено спутниками-планетами, обращающимися вокруг оного по круговым орбитам, и среди них одна — Гея — наш космических дом — с нее и взираем мы в бескрайнюю даль, пытаясь разгадать ее назначение… И это окрыляло, поднимало человека ввысь, ближе к Богам — поняв это человек становился Богом…
Были и другие точки зрения. Существовавшая в древней Греции наравне с другими моделями Геоцентрическая Модель Мира Аристотеля (а также Гиппарха и Птолемея) в средние века оказалась очень идеологически удобной и на много столетий астрономы и астрологи расселили известные им планеты по деферентам и эпициклам, чтобы более прогматичным образом объяснить петлеобразные движения светил (планетные движения моделировались большими и малыми колесами установленными одно на другом и вращающиеся с разной скоростью), но главное — Земля, как творение господне, а вместе с ней и человек, были водворены в Центр Мира — и это для переродившихся жрецов было архиважно — нечего простым смертным знать, что мы — не есть Пуп Вселенной, а просто песчинка в бескрайнем космическом океане, у которого и центра-то нет никакого…
Тем не менее, предвычисление положения планет оставалось задачей практически важной — астрологи должны были вовремя предопределять начало и конец войн, вовремя менять засидевшихся на троне персон, и делалось все это при помощи небесных знамений. При этом конструкция из деферентов и эпициклов уже не давала требуемой точности и приходилось, для компенсации расхождения вычисленных и реальных положений блуждающих светил вводить все новые рычаги и колеса, и к XVI веку в небесной канцелярии накопилось до семи десятков самых разных шестеренок. Управляться с такой сложной машиной становилось немыслимо трудно — система мира рушилась, но не сдавалась по идеологическим мотивам.
Спасать положение начал польский астроном и математик Николай Коперник. Он не сам это придумал, но изучив многочисленные работы учеников Пифагорейской школы он пришел к выводу, что все эти сложные механизмы из десятков колес и покачивающихся перекладин — безбожное заблуждение, и доработав теории учеников Пифагора выдвинул (1503 год) свою гипотезу — в центре мира сияет Солнце, вокруг него по круговым орбитам, не опираясь ни на что движутся планеты, в их числе наша Земля. И только одно светило послушно обращается вокруг Земли — Луна — наш единственный спутник.
Думаете, все эти заржавевшие и грохочущие шестерни разом рухнули в бездну? Нет! Еще более столетия в ходу были и деференты, и эпициклы, и остальные небесно-механические запчасти. И не только по причине того, что наукой тогда занималась церковь, но и потому, что даже реалистичная конструкция Коперника давала значительные ошибки. Их исправил во многом только Иоганн Кеплер определив орбиты планет не кругами, а эллипсами. Своими тремя законами он описал характер движения планет по орбитам. Но это произошло лишь в 1618 году и с тех пор наше базовое представление о строении Солнечной системы не менялось, а лишь дополнялось новыми пунктами и деталями.
Что же мы имели к началу XVII века? Примерно то же самое, что и на протяжении всех предшествующих веков и тысячелетий: Солнце — ярчайшее небесное светило, обходящее небосвод ровно за год (собственно, так и появился в нашем летоисчислении год), Луна — второе по яркости и меняющее свой лик ото дня ко дню светило, оно замыкает свой небесный круг за месяц, и именно благодаря Луне мы имеем в своей календарной системе такую временную единицу. Далее — пять ярких и блуждающих светил, оказавшихся огромными шарами, светящимися отраженным (как и Луна) солнечным светом, медленно совершали свои движения с разной скоростью: Меркурий — Бог торговли и обмана — этот был, как и положено, шустрее всех; Венера — богиня Любви и Красоты (и это чистая правда — оторвать взор от сияния в сумеречных небесах «Вечерней Звезды» очень трудно, невозможно) — она хоть и отстает от Меркурия, но тоже очень быстра; Марс — Бог Войны — отличается заметной кровавой, вызывающей окраской, и движется уже медленно, и слава богу — очевидно, что у древних, придумавших эти параллели, быстрее зажигались чувства любви, чем месть и обида. Две последних из известных тогда планет — Юпитер и Сатурн — откровенно едва ползут и за жизнь человеческую делают лишь несколько оборотов. В XVII веке к этому хороводу небесных объектов добавилась лишь Земля, но для человечества это было очень важным событием в процессе осмысления своего положения во Вселенной — это положение стало рядовым, ничем не выделенным, Впрочем, как я не раз говорил уже сегодня, ничего в мире не случается в один день, и мирилась общественность с потерей своего центрально-космического положения довольно долго.
В самом начале XVII века произошло еще одно важно событие в астрономии — итальянец Галилео Галилей создал первый в истории телескоп и применил его в наблюдениях. Результаты были революционны — действительно, планеты оказались подобны Земле — на Луне обнаружились горы, Венера меняла фазы, а Юпитер оказался окруженным свитой из 4-х спутников, что свидетельствовало об относительности любого из предполагаемых центров во Вселенной. Таким образом в составе Солнечной системы начали прибавляться новые небесные жители, в данном случае таковыми оказались спутники Юпитера (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто), но главное — человечество стало зорче, и это открыло новые возможности в изучении окружающего мира, а в частности, с помощью точных оптических приборов стало возможным измерение параллаксов и получение представления о расстояниях до планет — далеко ли они от нас находятся — раньше об этом можно было только догадываться.
Будет не лишним упомянуть о размерах планетных орбит. С момента вселения Земли на третий уровень в порядке исчисления от Солнца, в астрономии появилась очень важная и удобная единица измерения расстояний — одна астрономическая единица — среднее расстояние от Земли до Солнца (150 миллионов километров, приблизительно). Радиусы других планетных орбит различались очень значительно, например Меркурий в среднем был ближе к Солнцу чем Земля в два с половиной раза, а Сатурн — в 10 раз дальше. И по этому поводу просто необходимо вспомнить об одном интересном математическом наблюдении.
С древнейших времен человечество пыталось не только получить информацию об окружающем мире, не только узнать что и как, но понять почему — осознать, разобраться в причинах и закономерностях. Так же и с размерами планетных орбит — многие астрономы не только пытались измерить параметры орбит, но и понять, по какому закону и подчиняясь каким правилам они сложились именно такими. В второй половине XVIII задача поддалась двум очередным немецким Иоганнам — Иоганну Тициусу и Иоганну Боде. Суть наблюдения вот в чем: Давайте выпишем в ряд такие числа:
0, 3, 6, 12, 24, 48, 96
это (если не брать во внимание первое число) — обычная геометрическая прогрессия с первым членом равным тройке и коэффициентом равным двум (каждый следующий член прогрессии, после этой тройки, в два раза больше предыдущего). Теперь прибавим к каждому члену нашей прогрессии число 4. Получим:
4, 7, 10, 16, 28, 52, 100
далее правило Тициуса-Боде (его назвали в честь этих двух астрономов-математиков) предлагает поделить каждый член прогрессии на 10, но и без этого уже видно, что получившийся ряд чисел кратен радиусам планетных орбит. Посмотрите сами:
4 ( 0,4) — радиус орбиты Меркурия
7 ( 0,7) — радиус орбиты Венеры
10 ( 1,0) — радиус орбиты Земли
16 ( 1,6) — радиус орбиты Марса
28 ( 2,8) — ...
52 ( 5,2) — радиус орбиты Юпитера
100 (10,0) — радиус орбиты Сатурна
Правило работало довольно точно, расстояния совпадали с точностью до 1/10 астрономических единиц и лишь одно звено в цепочке чисел выдавало эмпирическую природу этой закономерности, ведь на орбите с радиусом в 2,8 астрономической единицы нет никакой планеты! А раз так, и правило оказалось не абсолютным, ему в свое время (1766-1772) не придали большого значения.
В 1781 году английский музыкант (по профессии) и астроном (по увлечению) Уильям Гершель исследовал небо в самодельный телескоп и обнаружил, как ему показалось, доселе неизвестную туманность — слабое, чуть зеленоватое пятно маячило где-то среди звезд созвездия Тельца. От ночи к ночи оно немного смещалось и Гершель принял его за комету, о чем и сообщил в Английское Королевское Общество. Вскоре, по результатам наблюдений других астрономов и вычислению орбиты вновь открытого небесного тела, оказалось, что Гершель обнаружил планету, далекую и огромную — сравнимую по размерам с Сатурном или даже Юпитером. Это было сенсационное открытие, ведь за последние несколько тысяч лет в числе известных планет увеличения не происходило (если, конечно, не считать провозглашения планетой самой Земли!), а тут — раз — и такое открытие!
Тут-то астрономы вспомнили о казавшемся им сомнительным правиле Тициуса-Боде и решили продолжить ряд:
0, 3, 6, 12, 24, 48, 96, 192
4, 7, 10, 16, 28, 52, 100, 196
— Уран (так назвали новую планету) оказался точно на орбите предсказанной правилом (19,22 а.е — современное значение).
Это обстоятельство заставило астрономов отнестись к правилу Тициуса-Боде серьезнее и задуматься теперь и о пустующей орбите с радиусом в 2,8 астрономической единицы. И действительно, совсем скоро была обнаружена малая планета Церера (1801 г.) находящаяся точно на этой орбите. Тициус и Боде получили заслуженное признание, а астрономы, наоборот, потеряли комплекс ощущения того, что все планеты в Солнечной системе давно открыты.
С этим ли в связи или по другим причинам, но открытия малых планет посыпались как снег зимой в России за Уралом. Их стали открывать пачками, и соответственно стали немного иначе к ним относиться — что это за планеты такие, которых за несколько лет открыли 4 — то столетиями не было ничего нового, то — в год по планете. Статус подобных объектов пришлось пересмотреть и вся эта «каменистая мелочь» была обобщена в класс малых планет. И «населением» этот класс только прибывал. Редкий год астрономы не открывали новую малую планету.
Правда, надо признать и то, что далеко не все малые планеты (или по другому — астероиды) соответствовали правилу Тициуса-Боде. Стали встречаться такие объекты (и все чаще) у которых орбиты вообще никакому правилу не подчиняются и больше похожи не на планетные, а на кометные орбиты. Впрочем, до комет мы еще доберемся. Важно сейчас то, что открытие пояса астероидов (значительная часть тел которого обращается по классическим астероидным орбитам в рамках правила Тициуса-Боде) одновременно и подтвердило это правило и тут же поставило на нем крест.
Когда многочисленные открытия малых планет уже набили оскомину астрономам, те перевели свой взор на недавно открытый Уран. Что-то с ним было не так. Уран — далекая и медленная планета. Чтобы вычислить в точности орбиту такой планеты требуется время. И вот оно прошло, были получены точнейшие измерения и произведены необходимые вычисления. И тут оказалось, что Уран идет немного «не по расписанию».
В чем это выражалось? — Ну, представьте себе, что согласно измеренным параметрам орбиты и определенным вычислениям астрономы утверждают, что, допустим, через месяц планета Уран будет находится в таком-то созвездии, в точке с такими-то координатами. Проходит этот месяц, наблюдатели вновь измеряют положение Урана на небесной сфере, и к немалому удивлению ученых мужей всего мира обнаруживается, что Уран почему-то находится немного в другом месте.
Надеюсь, Вы понимаете, что в науке не допускаются всякие «немного», да «чуть-чуть». Либо в теории все в порядке и положение планеты предвычисляется в пределах точности измерений, либо надо менять теорию. И второе «либо» было страшным, ибо оно недвусмысленно намекало на неверность главного из законов Вселенной — Закона Всемирного Тяготения — ведь на основе него в астрономии вычисляется всё, и если формула выведенная Ньютоном еще в 1687 году не абсолютна, то все труды астрономов за последние полтора столетия можно смело кидать в корзину, и все изыскания начинать сначала, а этого очень не хотелось.
Что тут скажешь? — Уран преподнес астрономам очень неожиданный сюрприз. Если вначале отклонения его положения от расчетных значений как-то можно было списать на неточность определения орбиты, то дальше объяснить расхождение теории и практики было нечем… если только не существовало бы поблизости какого-то другого массивного небесного тела, отклоняющего (или как говорят астрономы — «возмущающего») своим тяготением движение Урана от его «законной» орбиты.
Это была смелая идея для XIX века. Автор идеи — Алекс Бувард — не решился на вычисления и определение положения такого тела, полагая, что задача очень сложна, если вообще разрешима. Тем не менее за эту же задачу взялись независимо два астронома — Джон Адамс (англичанин) и Урбен Жозеф Леверье (француз). Адамс приступил к расчетам раньше и занимался ими несколько лет, и в 1843 году представил их Джорджу Эйри — королевскому астроному Великобритании, который не отнесся к вычислениям серьезно. Очевидно английская консервативность не позволила главнейшему из астрономов страны допустить, что планеты можно открывать и за письменным столом. И работа Адамса была отвергнута. Сам же Джон Адамс, будучи человеком скромным, не стал настаивать и добиваться проверки своих вычислений. Параллельно с этим, но двумя годами позже, Леверье выполнил свои расчеты и почему-то тоже отправил их в Англию — в Кембриджскую Обсерваторию — с просьбой поискать в предполагаемом районе неба слабосветящийся звездообразный объект. Пару месяцев в Кембридже что-то там искали, но ничего не нашли, но по большей части от того, что просто отложили обработку наблюдений на неопределенный срок. И Леверье пришлось обратиться в Берлин, где по распоряжению директора обсерватории Иоганна Галле новая планета была обнаружена всего через один час поисков студентом Гейнрихом д'Арре.
Открытие Нептуна «на кончике пера» стало триумфом науки и очередным подтверждением справедливости Закона Всемирного Тяготения. Добавлю, что и в отношении Джона Адамса была восстановлена справедливость, и уже после открытия Нептуна его расчеты были опубликованы, а Урбен Жозеф Леверье вынужден был признать их более точными и разделил с Адамсом славу сооткрывателя.
Если бы это было все...
С той первой ночи, когда в виде слабой звездочки 8-й звездной величины был открыт Нептун (название планеты менялось неоднократно в самых широких пределах, вплоть до попыток дать ей название «Леверье» в честь понятно кого) астрономы принялись вычислять элементы его орбиты и вскоре — О Ужас! — обнаружилось, что даже Нептун в полной мере не объясняет отклонения в движении Урана и сам тоже непонятным образом отклоняется от расчетной траектории.
Были ли эти отклонения столь значительны на самом деле или просто астрономам захотелось открыть еще одну планету на кончике пера — это сейчас трудно комментировать, но эту идею подхватили сразу несколько обсерваторий и вслед за грандиозными расчетами начались не менее грандиозные поиски новой — транснептуновой планеты. Долгое время такие поиски не приносили открытий и вскоре были свернуты — они все больше походили на поиск иголки в стоге сена — попробуй найти слабую (гораздо более слабую чем Нептун) похожую на звезду планетку среди миллионов таких же по яркости звезд.
С заметным постоянством поиски продолжал только Персиваль Лоуэлл — бостонский богач, вложивший немало средств в строительство собственной обсерватории и в работу по обнаружению «Планеты Икс». Положение на небе этой предполагаемой планеты было предвычислено еще Уильямом Генри Пикерингом в 1909 году, но вплоть до самой смерти Персиваля Лоуэлла в 1916-м ничего похожего на далекую планету обнаружено не было, а тотчас, как спонсор проекта умер, его вдова решила продать обсерваторию и 10 лет длилась судебная тяжба в итоге которой скорбящая Констанция Лоуэлл так ничего и не получила.
Обсерватория возобновила свою работу лишь в 1929 году, и тут на удачу рядом оказался молодой лаборант — Клайд Томбо, который как и Лоуэлл бредил «Планетой Икс». Именно ему и поручил всю эту рутинную работу новый директор обсерватории Весто Слайфер. Клайду предстояло всякую ясную ночь фотографировать на фотопластинки области неба предложенные Пикерингом, повторять фотографирование тех же областей через 2 недели (дав предполагаемой планете немного сместиться среди звезд), после чего — заниматься тщательным сравнением изображений. Лаборант усугубил и без того кропотливую и трудную задачу — он расширил границы поисков, чтобы уж наверняка обнаружить «Планету Икс», и начал фотографические поиски с самых дальних от предполагаемого района областей.
Примерно через год, разобравшись с окраинами и добравшись до рекомендованного района неба, в непосредственной близости от расчетной точки Клайд Томбо обнаружил звездоподобный объект с похожими характеристиками — подходящей яркостью, ожидаемой скоростью смещения. Дальнейшие измерения показали, что объект движется по близкой к расчетной орбите и таким образом открытие 9-й планеты Солнечной системы подтвердилось.
Правда, никак не было понятно — это ли тело производило гравитационные возмущения в движении Урана и Нептуна? Это и не возможно было понять, пока не стала известна масса планеты уже получившей название Плутон (в честь римского бога подземного царства аналогичного греческому Аиду и очень символично-удачно сочетающееся с положением самой дальней из известных планет — на краю Солнечных владений). В 1978 году астрономам посчастливилось открыть спутник Плутона и благодаря этому узнать массу системы «Плутон + Харон (спутник)», а вместе с ней — страшную правду — масса Плутона вместе со спутником оказалась крайне мала по планетным масштабам, что он никак не мог возмущать своим гравитационным присутствием ни Уран, ни Нептун, да и на полноценную планету Плутон никак не тянул по своим параметрам — все новые исследования и измерения говорили о том, что перед нами типичная малая планета.
К этому времени астрономам удалось открыть несколько подобных Плутону объектов на задворках Солнечной системы и все они двигались по схожим с Плутоном орбитам, а Плутон был среди них лишь самым крупным (ведь все относительно, и крохотный Плутон тоже может быть больше некоторых астероидов) и известным объектом так называемого Пояса Койпера — еще одного пояса астероидов, но за пределами орбиты Нептуна.
В 2003 году сотрудники Паломарской Обсерватории открыли в Поясе Койпера объект более крупный, чем Плутон (на тот момент открытое тело считалось крупнее Плутона). Планетку назвали Эрида, и какое-то время она считалась 10-й планетой Солнечной системы. Но — не долго, потому, что накопившиеся противоречия в астрономической номенклатуре привели к пересмотру понятия «Планета», и в 2006 году на собрании Международного Астрономического Союза и Плутон и Эрида были торжественно изгнаны из класса планет. Для подобных объектов был утвержден новый класс — карликовая планета или Плутоид. К этому классу ныне относят Плутон, Эриду и Цереру — первый из открытых астероидов (если еще помните). А все, что еще мельче их — по прежнему относится к астероидам. Таким образом за последние годы количество больших планет в Солнечной системе не прибавилось, а даже убавилось и теперь их только 8!
Ну, а как же — спросите Вы — те самые гравитационные возмущения, что претерпевали Уран и Нептун со стороны неизвестного массивного тела? — Да никак! Безусловно, астрономы не раз предпринимали попытки найти то самое виновное в отклонениях массивное тело (а, скажу я Вам, очень многим из них Плутон давным-давно казался крайне несостоятельным по этой части). Но, ничего не нашли подходящего. В процессе подобных поисков и исследований были открыты множество астероидов, комет, переменных звезд, но что-то претендующее на гордое звание «Большая Планета Солнечной системы» так и не нашлось. Это при том, что все наше многозвездное небо было обфотографированно самыми светосильным камерами вдоль и поперек многократно и внимательно.
С другой стороны, за эти же последние годы были немного пересмотрены методики расчета положений планет с учетом гравитационных возмущений друг на друга. И оказалось, что вроде бы все в порядке, и нет уже более никаких неучтенных возмущений — и Уран, и Нептун двигаются теперь по своим расчетным орбитам без опозданий и опережений. А раз так, то вся эта история с Плутоном — чистой воды недоразумение, и мы долгих 75 лет величали космическую каменюгу планетой по ошибке в расчетах… Что ж… бывает…
Но планеты, это еще далеко не все, что населяет Солнечную систему.
Я уже упоминал об открытии Галилео Галилеем 4-х спутников планеты Юпитер (1608 год) при помощи своего первого в истории телескопа. Подобные открытия вскоре стали систематическими, и у Марса были открыты 2 спутника (кстати говоря, они — Фобос и Деймос — были в значительной степени предугаданы учеными — по принципу: «раз у Земли спутник один (Луна), а у Юпитер четыре, то у Марса просто обязаны найтись два спутника. И нашлись, но к настоящей науке это предугадывание отношения не имеет»), у Сатурна очень скоро спутников обнаружилось больше чем у Юпитера, а у вновь открытых Урана, Нептуна и Плутона спутники, хоть и не так скоро и много, но тоже в обязательном порядке отыскались. История со спутниками планет обрела второе дыхание в эпоху исследования планет-гигантов с помощью космических аппаратов и сейчас даже страшно подумать сколько десятков «сателлитов» у каждого из этих газо-жидких планет. Кроме того, у всех планет-гигантов были открыты кольца — тоже своего рода спутники, но крайне многочисленные, мелкие и равномерно распределенные в пределах некоторого пространства.
В процессе исследования движения и эволюции спутников планет оказалось, что некоторые из них были захвачены гигантами, а в прошлом это — типичные представители пояса астероидов. Нашлись также и примеры потери спутников и по всей видимости Плутон некогда был спутником Нептуна, но со временем «сбежал» и стал самостоятельным объектом Солнечной системы. Об этом свидетельствует орбитальный резонанс периодов обращения Нептуна и Плутона. Похожая ситуация предполагается в обоюдном прошлом Венеры и Меркурия — есть предположение, что Меркурий — это утерянный Венерой спутник.
Также астрономы предрекают в отдаленном будущем освобождение Луны от гравитационной связи с Землей — Луна ежегодно удаляется от нашей планеты на 4 сантиметра. И скорость удаления только увеличивается. Но «сбежит» от Земли Луна очень не скоро — при нас этого точно не случится.
Согласно ряда моделей, Луна не покинет сферу гравитационного влияния Земли вовсе, а её удаление прекратится с достижением вращательно-осевого резонанса, в результате которого не только Луна будет смотреть на Землю лишь одной своей стороной, но и Земля на Луну — тоже.
Долгое время и даже в телескопическую эпоху исследования небес был целый класс объектов, к которым астрономы не знали как подойти. Это — кометы. Безусловно, кометы были видны преимущественно ночью и среди звезд, но вот причислить их к космическим объектам удалось далеко не сразу — уж очень непредсказуемо вели себя кометы, вид имели ни на что не похожий, и во многом смахивали на явления атмосферные — ну, может это облака такие, ведь и атмосферу Земли мы изучили не сразу всю — кто их знает…
Внезапно разгораясь в ночи, распуская павлиний хвост, кометы ярко демонстрировали свою непланетную природу, как в отношении внешнего вида, так и — характера движения. В те далекие годы, когда астрономы искали им место в своей науке, было немыслимым признать, что какие-то небесные тела могут двигаться по таким — совсем не круговым траекториям. А поскольку появления комет были кратковременны, то изучить хоть одну из них ученые не успевали — только она появится, как ее уже нет.
Первым предположил, что кометы являются полноправными членами Солнечной системы, английский астроном и математик Эдмунд Галлей. Галлей проанализировал упоминания о появлениях всех известных в то время комет (в том числе и в древних сказаниях и преданиях разных народов) и обнаружил, что среди разнородных и неповторяющихся примеров есть одно устойчивое повторение с периодом в 75-76 лет. Ученый предположил, что это одна и та же комета, периодически возвращающаяся к Солнцу. Он осмелился предсказать ее очередное возвращение в 1758 году. Сам Эдмунд Галлей до подтверждения своего пророчества не дожил — он умер в 1742 году — за 16 лет до возвращения кометы названной впоследствии его именем. Его расчеты оказались верными, орбита кометы вычисленная Галлеем значительно отличалась от всех известных тогда орбит небесных тел — она оказалась очень и очень вытянутым эллипсом, в одном из фокусов которого находилось Солнце, а второй фокус находился далеко за орбитой Сатурна.
Впоследствии такая характерная черта кометных орбит подтверждалась в отношении большинства комет, но также нашлись исключения — некоторые кометы двигаются по почти круговым орбитам, а есть и те, чьи орбиты представляют незамкнутую кривую и путь их лежит в бесконечность — совершая крутой вираж около Солнца они уходят из Солнечной системы навсегда, никогда больше не возвращаются и может быть случайно развернут свой хвост только в планетной системе другой звезды…
Откуда берутся эти тела Солнечной системы? Происхождение комет — и по сей день вопрос нерешенный, и есть мнение, согласно которому, кометы прилетают в пределы Солнечной системы из межзвездных просторов (так же как некоторые улетают туда). Но все же более правдоподобной считается сейчас гипотеза о том, что на самых дальних окраинах Солнечной системы, далеко за пределами орбит Плутона и Эриды, есть так называемое Облако Оорта (развил гипотезу о существовании этого образования Солнечной системы голландский астрофизик Ян Оорт) — там во хладе абсолютного нуля по Кельвину медленно дрейфуют ледяные ядра потенциальных комет. Они бы дрейфовали там вечно, но, возможно близко проходящие звезды (ведь речь уже зашла о поистине межзвездных расстояниях — размеры Облака Оорта оцениваются в пару световых лет) своим (уже и Вам известным) гравитационным возмущением нарушают равновесие в движении этих ледяных глыб, и глыбы срываются с круговых дальних орбит, устремляясь в центральные части Солнечной системы, проще говоря — падают на Солнце. Но при падении они развивают скорости, упасть с которыми на Солнце нельзя — кометы промахиваются, совершают разворотный вираж по сверхвытянутому эллипсу и возвращаются обратно в свое облако с тем, чтобы затормозившись в нем на сотни или тысячи лет вновь начать свое падение к Солнцу…
Некоторые из таких ледяных кометных ядер при кратких визитах во внутреннюю часть Солнечной системы пролетают мимо Юпитера, Сатурна и других планет-гигантов, и те своим притяжением меняют кометную орбиту — она становится менее вытянутой, а период обращения по ней — короче. Так, по всей видимости, и завелись тут все короткопериодические кометы, что нам известны.
Приближаясь к Солнцу кометное ядро разогревается, вскипает и из него в виде хвоста устремляются прочь гонимые солнечным ветром (так называется в широком смысле солнечная радиация, солнечное излучение, в том числе и световое) мельчайшие и многочисленные частицы-пылинки, что когда-то вмерзли в это ядро. А при удалении от Солнца поток частиц прекращается — ядро остывает. И так каждый раз, при каждом возвращении к Солнцу. Надо ли говорить, что за некоторое количество таких возвращений комета «выдыхается», разрушается, теряет способность отращивать хвост. Именно по этой причине давно известные нам кометы (и Галлея в их числе) уже не представляют собой былого фейерверка. Зато иногда радуют новые гостьи внезапно свалившиеся на нас из Облака Оорта.
Орбиты старых, «потрепанных» комет наполняются кометной пылью и если случается нашей планете пройти вблизи такой запыленной кометной орбиты, то мы видим метеорный поток — периодически вспыхивающие, пролетающие среди звезд и гаснущие искорки — это в атмосферу Земли влетела частичка кометы. Размер такой частички обычно с бусинку или булавочную головку и она не долетает до поверхности — сгорает в верхних слоях атмосферы. Бывает, конечно, что от кометы отвалится что-нибудь покрупнее. Тогда, если это камешек с кулак, этот обломок может выпасть на поверхность Земли в виде метеорита. Тунгусский метеорит феномен тоже, по всей видимости, был просто крупным обломком одной из разрушающихся комет, но такие метеориты — редкость.
Что бы закончить перечисление современного актуального населения Солнечной системы надо обязательно вспомнить и об объектах искусственного происхождения — космических аппаратах, счет коих уже пошел на десятки тысяч и это не предел. Человечество за полвека космической эры вывело на околоземные и межпланетные орбиты тонны и даже сотни тон отработавшего свое космического мусора, и не считаться с этим уже невозможно. Именно поэтому сейчас всеми космическими службами ведется учет и мониторинг всего того, что болтается в космосе — без этого вряд ли возможны безопасные новые старты — ведь, не ровен час, можно столкнуться с каким-нибудь спутником или станцией, которая отработала свое, сигналов не подает, но опасность для пилотируемых кораблей представляет. Некоторые из земных автоматических станций ушли из Солнечной системы в пассивное межзвездное плавание, и могут быть обнаружены жителями планетных систем других звезд. И хотя такое обнаружение маловероятно, эти аппараты в свое время были снабжены специальными картинами рассказывающими о Земле и ее жителях.
Правда, никто сейчас не возьмется однозначно и утвердительно ответить на такой вопрос: «А хорошо ли то, что о нас узнают жители других миров?» — кто может точно сказать, чем может нам обернуться новое космическое знакомство…
Пришло время подвести итог краткому поверхностному обзору нашей космической среды обитания — Солнечной системы.
Что мы о ней узнали?
В Солнечной системе на сегодняшний день известно 8 больших планет. Четыре из них относится к планетам Земной группы, еще Четыре — к Планетам-Гигантам. Вокруг некоторых планет есть спутники и кольца. Кроме больших планет в Солнечной системе есть малые планеты и карликовые планеты — последние находятся в среднем положении между большими и малыми планетами. Количество известных сегодня малых и карликовых планет исчисляются сотнями тысяч и большая часть их еще не открыта. К числу малых тел Солнечной системы вместе с малыми и карликовыми планетами причисляются кометы. Большинство из них вращаются по очень вытянутым эллиптическим орбитам, но есть и те, что движутся почти по кругу и так же по параболам и гиперболам — незамкнутым траекториям. Кометы разрушаются и становятся источником метеорного вещества, которым заполнено в той или иной степени все пространство Солнечной системы. Метеорное вещество также может образовываться при столкновениях малых планет, но пока наука ни одного такого столкновения не наблюдала, а вот выпадение комет и малых планет на поверхность больших планет случаются, не так давно астрономы наблюдали падение комет на Юпитер. Земля в этом смысле ничем Юпитера не хуже, тем более, что комет в Облаке Оорта на всех хватит. Последние 50 лет просторы Солнечной системы бороздят рукотворные космические тела — их становится все больше. Это и хорошо (с точки зрения познания Вселенной, ведь многие космические аппараты имеют исследовательское назначение), и плохо (с точки зрения засорения космического пространства) одновременно.
И последние мои слова в этой статье будут посвящены тому, чего в Солнечной системе нет или пока не обнаружено.
Нет или не обнаружено пока никаких планет типа Вулкан, Прозерпина (столь активно эксплуатируемых астрологами в своих прогнозах будущего), а так же мифической планеты Нибиру, известной лишь по летописям индейцев Майя (вольно истолкованным журналистами и уфологами-любителями) — это при том, что наука потратила не одно столетие на поиски хоть чего-то на это похожего. Но — нет — не нашла.
Нет так же в Солнечной системе других звезд, созвездий, галактик, квазаров и черных дыр — все это объекты столь дальнего космоса, что в Солнечной системе им не найдется места. Или не нашлось бы в ней места нам, но раз мы живы и не засосало нас в черную дыру, то и о Нибиру лишний раз нам беспокоиться не стоит.
Музыкальное приложение к статье
Я долго думал, какую музыку здесь уместно прикрепить? У меня не было альбома прямо о всех планетах Солнечной системы. Правда, в свое время я написал музыкальный альбом, посвященный Меркурию, а еще — Солнцу. Оба они относятся в моему музыкальному проекту «Парад планет». И был однажды даже такой одноименный концерт… Вот его я и решил сюда добавить.
Это концертная запись, с свойственным концертам — далеко не идеальным — звуком. Но возможно это самый интересный из моих концертов. Он состоялся довольно давно — в декабре 2003 года, а еще два года спустя вышел двойной CD — на эту статью точно хватит.
Приятного Вам прочтения и прослушивания, Друзья!
Автор: Андрей Климковский
