|
| |||
Реферат: Происхождение и развитие солнечной системыДальневосточный государственный университет Институт международного туризма и гостеприимства Факультет социально культурный сервис и туризм Груша Мария Владимировна ТЕМА : Происхождение и развитие солнечной системы РЕФЕРАТ Владивосток 2001 г.
космогонические ГИПОТЕЗЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ 1. Небулярные гипотезы 3 - 6 2. 2. Гипотезы захвата 6 – 7 3. Другие гипотезы 7 – 8
1. Происхождение колец планет-гигантов 8 – 12 2. Происхождение планет-гигантов 12 - 13 3. Происхождение Плутона и других ледяных планет 13 - 15 4. Происхождение астероидов 15 - 18 5. Происхождение спутников 18 - 23 6. Происхождение планет земной группы 23 - 31 7. Происхождение комет 31 – 33 8. Происхождение Солнца 33 – 35 9. Современные представления о строении Солнечной системы 35 - 36 по
1. Большая советская энциклопедия. Космогония (http://www.rubrikon.ru/) [4] 2. Движение тел Солнечной системы. Учебная программа. 3. (http://virlib.eunnet.net/paint/metod_materials/wm3/solsys.zip) [5] 4. Левин Б.С. Происхождение Земли и планет. М. 1964. [2] 5. Паршаков Евгений Афанасьевич. Происхождение и развитие Солнечной системы (http://parshakov.chat.ru/) [1] 6. Современные представления о строении Солнечной системы 7. (http://virlib.eunnet.net/win/metod_materials/wm3/) [3] космогонические ГИПОТЕЗЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ 1. Небулярные гипотезы Все космогонические гипотезы можно разделить на несколько групп:
небулярные (Канта, Лапласа и др., к ним же относится и гипотеза О. Ю. В связи с тем, что наш читатель более всего знаком с гипотезой О. Ю. По-видимому, желая избежать этого противоречия, Шмидт исходит в своей гипотезе из различного происхождения Солнца и планет. Но если быть последовательным до конца, то следовало бы предположить, что раздельно возникло не только Солнце от планет, но имеют раздельное происхождение и все планеты, поскольку они также имеют различный удельный момент количества движения, т. е. количество движения на единицу массы. Если удельный момент количества движения Земли принять за 1, то планеты Солнечной системы будут иметь следующие удельные моменты количества движения[2]: Меркурий |Венера |Земля |Марс |Юпитер |Сатурн |Уран |Нептун |Плутон | |0,61 |0,85 |1,00 |1,23 |2,28 |3,08 |4,38 |5,48 |6,09 | |(Левин Б.С. Происхождение Земли и планет. М. 1964, стр. 14). Те части протопланетного газово-пылевого облака, которое когда-то якобы
встретилось с Солнцем, было им захвачено на свою орбиту, эти части облака,
если только последнее не вращалось (если облако вращалось, оно, по-
видимому, должно было еще до встречи с Солнцем рассеяться под влиянием
центробежной силы в межзвездном пространстве), должны были иметь абсолютно
одинаковый удельный момент количества движения, поскольку они до захвата
двигались в одном направлении и имели одинаковую скорость. И планеты тоже
должны были бы иметь одинаковый удельный момент количества движения, если
бы они произошли согласно гипотезе Шмидта. А они имеют его весьма и весьма
различным. Почему? Каким образом Меркурий передал свой избыток количества
движения Плутону, а Венера, Земля и Марс - Нептуну или Урану и т. д.? Неубедительно объясняется в гипотезе Шмидта и вопрос о закономерности в межпланетных расстояниях. По Шмидту, эти расстояния растут в арифметической прогрессии (почему?), но почему-то планеты земной группы имеют одну разность - 0,20, а дальние планеты - другую - 1,00. Гипотеза не объясняет, почему между Марсом и Юпитером образовалась брешь, в которой вместо пресловутой планеты Фаэтон обращается вокруг Солнца большое количество астероидов. Гипотеза не объясняет, почему Плутон так «близко» находится около Нептуна, что время от времени пересекает его орбиту. Шмидт пытается объяснить межпланетные расстояния с помощью удельного момента количества движения планет, но ведь последний сам требует своего объяснения. Слабым местом гипотезы Шмидта является объяснение распределения массы вещества протопланетного облака между планетами. В самом деле, наибольшая масса облака, обращающегося вокруг Солнца в форме диска (баранки), должна находиться в центре его сечения. Казалось бы, и наиболее массивная планета должна была образоваться именно в середине ряда планет, по обе стороны от нее должны образоваться менее массивные планеты. Если поперек сечения газово-пылевого диска Шмидта провести линию, которая бы симметрично рассекала его на две равные по длине части (рис.1а), то половина планет с половинной суммарной массой вещества должна бы находиться по одну сторону от симметричной линии, а другая половина - по другую сторону, как показано на рис.1б. Но на рис.1в мы видим совсем другую картину. А именно так и распределена масса вещества между планетами и их орбитами. Шмидт объясняет это тем, что дальние планеты, очевидно, пользуясь своей
отдаленностью от Солнца, разбросали вещество протопленного диска в
межпланетное пространство, преимущественно на периферию Солнечной системы. Ни в какие рамки гипотезы Шмидта не укладывается тот факт, что третья
часть спутников планет Солнечной системы имеет обратное по отношению к Согласно гипотезе Шмидта, все небесные тела Солнечной системы, кроме Представьте себе, что Вы плывете по реке вниз по течению. Подплывая к
дельте реки, где русло разделяется на десяток рукавов, Вы проплываете по
одному из них в море и не замечаете в этом ничего необычного. Но что бы Вы
сказали, если бы кто-то взялся утверждать, что в одном (или в нескольких)
из рукавов реки, в ее дельте вода течет вспять, и что по этому рукаву в
море проплыть нельзя? Именно в таком положении находится гипотеза Шмидта,
как и все небулярные гипотезы, утверждающая, что все небесные тела С точки зрения закона сохранения количества движения гипотезе Шмидта,
как и всем небулярным гипотезам, противоречит и тот факт, что половина
планет Солнечной системы имеют большие наклоны плоскости экватора к
плоскости своей орбиты, которые превышают 23° у Земли, Марса, Сатурна и 2. Гипотезы захвата Очевидно что небулярная гипотеза Шмидта, а равным образом и все небулярные гипотезы, имеют целый ряд неразрешимых противоречий. Желая избежать их, многие исследователи выдвигают идею индивидуального происхождения как Солнца, так и всех тел Солнечной системы. Это так называемые гипотезы захвата [4]. Согласно этим гипотезам, время от времени в пределы Солнечной системы входят небесные тела извне, т. е. из других частей Галактики, из других галактик и из межгалактического пространства. Под влиянием различных факторов: притяжения Солнцем и планетами, столкновения с другими блуждающими небесными телами или астероидами и кометами Солнечной системы, либо при прохождении через газово-пылевое облако, в котором как раз находится Солнечная система при своем обращении вокруг центра Галактики - под влиянием этих факторов инородные тела тормозятся и, погасив скорость своего движения, становятся пленниками Солнца или одной из планет Солнечной системы, перейдя с гиперболической орбиты на эллиптическую. Однако, избежав целого ряда противоречий, свойственных небулярным
гипотезам, гипотезы захвата имеют другие, специфические противоречия, не
свойственные небулярным гипотезам. Прежде всего, возникает серьезное
сомнение, может ли крупное небесное тело, такое, как планета, особенно
планета-гигант, так сильно затормозиться, чтобы перейти с гиперболической
орбиты на эллиптическую. Очевидно, ни пылевая туманность, ни притяжение Остается столкновение. Но не разлетятся ли вдребезги на мелкие куски две
планетозимали при своем столкновении, так сказать, лоб в лоб, центрально? Второе возражение, которое выдвигают оппоненты авторам гипотез захвата, относится к вероятности такого столкновения. По расчетам, выполненным многими небесными механиками, вероятность столкновения двух крупных небесных тел вблизи третьего, еще более крупного небесного тела, ничтожна мала, так что одно столкновение может произойти за сотни миллионов лет. А ведь это столкновение должно произойти очень «удачно», т. е. столкнувшиеся небесные тела должны иметь определенные массы, направления и скорости движения и столкнуться они должны в определенном месте Солнечной системы. И при этом они должны не только перейти на почти круговую орбиту, но и остаться целыми и невредимыми. А это, согласитесь сами, нелегкая задача для природы. Кроме того, можно поставить и такой вопрос авторам гипотез захвата: а имеются ли в космическом пространстве блуждающие, «бездомные» небесные тела, да еще такие крупные, как планеты-гиганты? Если имеются, то почему они до сих нор не столкнулись с одной из многочисленных в Галактике звезд, мимо которых они двигались в течение миллиардов лет? И как возникли блуждающие планеты-гиганты в космическом пространстве? Можно предположить, что скорее всего все небесные тела мирового пространства движутся по эллиптическим орбитам вокруг того иди иного центрального тела: планеты, звезды, центра галактики и т. д. А это в огромной степени уменьшает вероятность столкновения двух крупных небесных тел вблизи третьего, еще более крупного тела. Но допустим все же, что захват произошел. Тогда возникает ряд вопросов. Что же касается захвата блуждающих планетозималей без столкновения, за счет одной лишь силы гравитационного притяжения (при помощи третьего тела), то такой захват либо невозможен, либо его вероятность ничтожна мала, настолько мала, что такой захват можно считать не закономерностью, а редчайшей случайностью. А между тем в Солнечной системе имеется большое количество крупных тел: планет, их спутников, астероидов и больших комет, что опроверга ет гипотезы захвата. 3. Другие гипотезы Помимо гипотез захвата и небулярных гипотез существуют гипотезы, согласно которым планеты и другие небесные тела Солнечной системы образовались в результате выбросов или отрыва от Солнца части его вещества, то ли при вспышке (новой, сверхновой), то ли в результате быстрого вращения в прошлом Солнца вокруг своей оси. Но небесные механики доказали, что если в каком-то месте с поверхности Кроме того, гипотезы образования планет из солнечного вещества не в состоянии объяснить, почему третья часть спутников планет Солнечной системы обращается по своим орбитам в обратном, по отношению к Солнечной системе, направлении; почему половина планет Солнечной системы имеет большие наклонения плоскостей экваторов к плоскостям своих орбит; почему орбиты планет являются почти круговыми; почему одни планеты вращаются вокруг своей оси в прямом направлении, а другие в обратном т. д. ПРОИСХОЖДЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ 1. Происхождение колец планет-гигантов По мере увеличения массы планет и других небесных тел наступает такой период в их эволюции, когда они становятся способными удерживать в своей атмосфере не только тяжелые газы, но и легкие: водород и гелий. С точки зрения наличия и состава атмосфер у небесных тел, последние проходят в своем развитии три этапа. Малые тела Солнечной системы - ледяные планетки, кометы, астероиды, небольшие спутники и спутнички и метеорные тела - по- видимому, вообще не имеет никакой атмосферы. Или, точнее, они приобретают ее во время очередной галактической зимы, но после ее окончания постепенно теряют, поскольку сила гравитационного притяжения около их поверхности мала, и атомы и молекулы газовой атмосферы рассеиваются в межпланетное пространство. Но масса небесных тел постепенно увеличивается за счет силикатной и ледяной компонент и наступает время, когда они приобретают возможность удерживать возле себя атмосферу, состоящую из тяжелых газов - азота, углекислого газа, кислорода и др. Но все они не способны удерживать около своей поверхности легкие газы - водород и гелий, которые являются самыми распространенными элементами во Вселенной. Когда планеты-гиганты были меньше по размерам и массе и еще не являлись
гигантами, они также не имели мощной водородно-гелиевой атмосферы. Они в то
время ничем не отличались от таких небесных тел, как современные Плутон, В этой водородно-гелиевой атмосфере постоянно находятся облака, состоящие из капелек и кристалликов углекислоты, воды, метана, аммиака и т. д. Атмосфера вместе с облаками вращается одновременно с планетами вокруг их осей вращения. При этом облака достигают большой высоты: у Юпитера - 70 тыс. км., у Сатурна - 60 тыс. км., у Урана и Нептуна - около 25 тыс. км от центра планет. Поскольку облака достигают большой высоты, а планеты-гиганты быстро вращается вокруг своих осей, облака, находящиеся в верхних слоях атмосферы планет-гигантов, имеют большую линейную скорость движения относительно центра планеты. У Сатурна верхние слои облаков обращаются вокруг его центра со скоростью около 10 км/сек., а у Юпитера - около 12 км/сек. Для сравнения укажем, что облака Земли обращаются вокруг ее оси вращения со скоростью всего около 0,5 км/сек. Но атмосфера планет-гигантов не оканчивается там, где оканчивается облачный покров планет. Достаточно сказать, что атмосфера Земли простирается до 2 тыс. км., в то время как облака - только до 15 км. То же самое имеет место и у планет-гигантов. Можно предположить, что их верхние слои водородно-гелиевой атмосферы простираются намного выше облачного слоя, по-видимому, достигая ближайших к планетам спутничков, составляющих самое внутреннее кольцо планет-гигантов. При этом линейная скорость атомов и молекул верхних слоев атмосферы вращающейся планеты почти достигает орбитальной скорости спутничков ближайшего кольца. Так обстоит дело в настоящее время, в условиях галактического лета. При наступлении же галактической зимы положение резко меняется. Однако, во время галактических зим все небесные тела испытывают торможение в газовой среде, при этом они начинают приближаться к центральном у телу. Спутнички планет-гигантов, составляющие их кольца, находятся ближе всего к планетам и, следовательно, имеют наибольшую орбитальную скорость. Они имеют наименьшую массу, размеры и плотность из всех спутников. Поэтому они имеют огромное относительное торможение, во много раз большее, чем другие спутники. И, вследствие этого обстоятельства, они становятся первыми жертвами наступающей галактической зимы. При погружении Солнечной системы в газово-пылевую среду туманности или плоскости Галактики спутнички колец планет-гигантов быстро тормозятся, быстро приближаются к планете, входят в ее верхние слои атмосферы (в это время зимняя атмосфера планеты, по- видимому, еще не сформировалась), еще более тормозятся и падают на ее поверхность. Впрочем, поверхности планеты они могут и не достичь, поскольку разогреются при трении в атмосфере, испарятся и присоединятся, хотя бы отчасти, к облачному слою. Но затем во время галактической зимы увеличатся массы и размеры планеты, особенно ее атмосферы, увеличится скорость ее вращения, возрастет линейная скорость верхних слоев атмосферы. При достижении планетой и ее атмосферой достаточно большой величины и скорости вращения, верхние слои атмосферы начнут обращаться вокруг оси вращения планеты с первой космической скоростью. Но планета продолжает увеличиваться, увеличивается и скорость ее вращения, что приводит к дальнейшему увеличению линейной скорости движения верхних слоев атмосферы. В конце концов линейная скорость их возрастает настолько, что начинают образовываться газовые кольца, о чем мы уже говорили выше. Этих колец будет все больше и больше и в конце концов планеты-гиганты приобретут огромные по размерам (диаметру) газовые диски. Но увеличение протяженности атмосферы и скорости вращения планеты приведет к тому, что облака, состоящие из капелек и кристалликов воды, углекислоты, аммиака, метана и других веществ ледяной компоненты будут подниматься от поверхности планеты все выше. При этом их линейная скорость будет расти и достигнет первой космической скорости. В результате вслед за газовой компонентой из экваториальной области планеты начнет перемещаться в газовый диск под действием центробежной силы и ледяная компонента, та ее часть, которая во взвешенном состоянии находится в виде облачного покрова в верхних слоях атмосферы, а так же некоторое количество пыли, и так будет продолжаться до конца галактической зимы. Но вот галактическая зима окончилась, приток вещества на поверхность планеты и в ее атмосферу прекратился. Между тем перемещение атмосферного вещества из экваториальной области планеты в газовый диск продолжается. Это ведет к уменьшению протяженности атмосферы и, следовательно, линейной скорости верхних слоев атмосферы, в том числе скорости движения верхних облаков вокруг планеты. А это приводит к прекращению рассеивания облачного слоя, хотя рассеивание легких газов верхнего надоблачного слоя атмосферы продолжается еще длительное время. В это же самое время происходит постепенное рассеивание водорода, гелия, азота, кислорода и, возможно, других газов из газового диска, что приводит к уменьшению его мощности, толщины и протяженности. Но ледяная компонента газового диска в основном сохраняется на своем месте. Она не рассеивается быстро в межпланетном пространстве, поскольку ее линейная скорость ниже параболической скорости, но и не опускается вниз, к планете, поскольку ее линейная скорость достигает первой космической скорости. Изолировавшись от атмосферы и начав самостоятельное существование,
газовый диск постепенно все более охлаждается, так что капельки жидкости
при этом затвердевают. Но затвердевание вещества газового диска в мелкие
кристаллики, а затем градинки, происходило и раньше, а теперь оно лишь
усиливается, так что вскоре весь диск превращается из жидких капелек,
твердых кристалликов и еще сохранившихся паров в миллиарды легких
спутничков. Спутнички, возникшие раньше, вычерпывают жидкую часть ледяной
компоненты, увеличивая свои размеры и массу. И в конце концов вещество,
оторвавшееся от атмосферы и оставшееся на орбите планеты, превращается в
твердые спутнички самых различных размеров: от миллиметров до десятков
метров. При этом они все обращаются в плоскости экватора планеты без
малейшего отклонения от нее, так что их наклонение должно быть равно нулю. Если сравнивать кольца различных планет-гигантов, они будут иметь и
различия. Возможно различие их химического состава, если различен состав
облаков планет-гигантов. Следует отметить, что в состав спутничков колец
планет-гигантов входит не только ледяная компонента облаков, но и пыль
космических осадков. Необходимо отметить так же, что после окончания
галактической зимы вещество спутничков колец пополняется за счет ледяной
компоненты спутников планет, которые теряют ее при разогреве под
воздействием приливного трения. Если бы не происходило это пополнение
спутничков колец ледяной компонентой ближних спутников и даже пылью с
поверхности маленьких спутничков, то, возможно, кольца уже исчезли бы или,
по крайней мере, были бы менее плотными. Возможно, у Нептуна будут
обнаружены уникальные кольца, которые обращаются, быть может, вокруг У Сатурна, возможно, происходит пополнение диска за счет вещества спутников не только силикатной, но и ледяной компоненты: водным льдом и замерзшими углекислотой, метаном, аммиаком и т. д. 2. Происхождение планет-гигантов Во-первых, все небесные тела Солнечной системы во время галактических зим увеличивают свои размеры и массу, т.е. растут. Во-вторых, небесные тела во время галактических зим приближаются к центральному телу так, что с каждой галактической зимой находятся к Солнцу все ближе, а спутники, кроме того, приближаются к своим планетам. При этом увеличение разных небесных тел происходит неодинаковыми темпами. Быстрее всего растут планеты-гиганты и Солнце, а медленнее всего - планеты земной группы и другие силикатные тела. Приближение же небесных тел к их центральным телам происходит под воздействием, во-первых, торможения небесных тел в газово-пылевой среде диффузной материи, а, во-вторых, под воздействием увеличения силы гравитационного притяжения небесных тел к центральному телу, поскольку их массы увеличиваются, а расстояние между ними уменьшается. Вследствие этого небесные тела, имеющие одинаковое происхождение, должны
подчиняться некоторым общим для них закономерностям. Например, масса планет-
гигантов должна быть тем больше, чем ближе к Солнцу они расположены, и, в
общем-то, они и подчиняются этой закономерности, хотя здесь, как это бывает
часто, имеется и исключение - масса Нептуна несколько больше массы Урана. Вполне возможно, Юпитер уменьшился в массе и уменьшается и в настоящее
время посредством мощного вихря в зоне большого красного пятна вследствие
близости Юпитера к Солнцу и его относительно быстрого осевого вращения. Можно также предположить, что Плутон и Харон раньше, будучи независимыми планетами, до того как Плутон захватил Харона на свою орбиту, были большими планетами, имея по несколько масс Земли, но затем, взаимно истребляя друг друга, когда Харон догнал Плутона, они растеряли большую часть своего вещества, оставив себе лишь несколько процентов. Если это так, то раньше было семь из известных больших планет: пятой был Тритон, шестой - Плутон и седьмой - Харон. С другой стороны, если в прошлом планеты-гиганты были дальше от Солнца и меньше в размерах и массе, то необходимо согласится и с тем, что взамен гибнущих в недрах Солнца или вблизи его планет-гигантов должны появляться все новые и новые планеты-гиганты. И эти новые планеты-гиганты не появляются в готовом виде откуда-то извне, а порождаются в Солнечной системе постоянно. Вернее, они не рождаются, а вырастают из ледяных планет, расположенных на периферии Солнечной системы, одной из которых является небольшая планета Плутон, за которой, несомненно, расположен целый ряд ледяных планет, больших, с массой, соизмеримой с массами Земли и Марса, и, затем, малых, с массой, соизмеримой с массой Плутона и его спутника Харона. Именно от ледяных планет и происходят планеты-гиганты. 3. Происхождение Плутона и других ледяных планет За зоной планет-гигантов расположена зона ледяных планет, одной из
которых является планета Плутон, пока единственная из обнаруженных. За этой зоной ледяных планет расположена зона более мелких тел Солнечной системы - комет, которые отличаются от ледяных планет не только количественно: размерами, массой и плотностью, но и качественно. Это качественное различие планет от комет состоит в том, что кометы являются недифференцированными небесными телами, в недрах же планет происходит или начинается дифференциация глубинного вещества. Именно из зоны комет, этой самой отдаленной от Солнца зоны Солнечной системы, и происходят ледяные планеты. Кометы, постепенно увеличиваясь в размерах и массе и так же постепенно
приближаясь к Солнцу, со временем превращаются в маленькие ледяные
планетки, в недрах которых возникает процесс глубинной дифференциации
вещества. Но далеко не все кометы превращаются в ледяную планету, лишь
ничтожно малая часть их, быть может одна из миллиона, точно так же, как
далеко не все ледяные планеты становятся планетами-гигантами. Например, Подобно этому, не всем кометам суждено в будущем стать ледяными
планетами. Многие из них погибнут в борьбе за место под Солнцем, не успев
превратиться в планету, если они слишком близко, вследствие их большого
относительного торможения, подойдут к расположенной ближе к Солнцу планете
или более крупной комете и либо упадут на их поверхность, увеличив их
массу, либо перейдут на орбиту вокруг них, превратившись в их спутника. Такая судьба ожидает большинство малых тел Солнечной системы. Немногим из них суждено стать крупными небесными телами, а планетами - единицам. Кометы имеют большие эксцентриситеты, порядка 0,3 - 0,4 и более. То обстоятельство, что большие кометы и ледяные планеты имеют большие
эксцентриситеты, накладывает отпечаток на межпланетные расстояния планет-
гигантов. Ледяные планеты и большие кометы, по-видимому, не могут чрезмерно
длительное время располагаться друг около друга ближе какого-то
определенного расстояния между их орбитами, порядка 10 а.е., поскольку при
меньшем расстоянии их орбиты будут пересекаться, как это имеет место у 4. Происхождение астероидов Астероиды, как и ледяные планеты, происходят из комет, но их
происхождение из комет весьма значительно отличается от происхождения из
комет ледяных планет. Если ледяные планеты происходят из комет на периферии Между орбитами каждых двух соседних планет-гигантов расположены пояса
комет, подобных астероидному поясу, расположенному между орбитами Марса и Возникновение кометных поясов между орбитами планет-гигантов связано с тем, что эксцентриситеты планет все более уменьшаются в процессе их эволюции, и вследствие этого между ними возникают бреши, свободные промежутки, так, что ближняя к Солнцу из двух планет в афелии, при наибольшем удалении от Солнца, уже не достигает той точки, которой достигали ранее она и соседняя планета в перигелии, при наибольшем приближении к Солнцу. Если кометы при их больших эксцентриситетах движутся по своим орбитам так, что они пересекаются между собой и если ледяные планеты с их меньшим эксцентриситетом движутся по орбитам так, что афелий одной ледяной планеты и перигелий другой, более отдаленной от Солнца и соседней с первой, соприкасаются или почти соприкасаются друг с другом, то планеты-гиганты с их малым эксцентриситетом обращаются вокруг Солнца таким образом, что между их орбитами возникают большие свободные промежутки. Но природа не терпит пустоты, и свободную брешь сразу же занимают тысячи комет. Вообще, кометы размещаются в Солнечной системе везде, не только в
свободных промежутках между орбитами планет-гигантов, но и недалеко от них. Казалось бы, каждая комета, приблизившись к орбите планеты, должна либо
упасть на ее поверхность, либо перейти с околосолнечной орбиты на
околопланетную, либо, наконец, резко изменить свою орбиту и уйти из Конечно, не все мелкие тела могут обогнать более крупные. Многие из них будут при обгоне захвачены крупными телами, но и многие из мелких тел могут благополучно миновать эту опасную для них зону. Из всех характеристик небесных тел некоторые являются либо более благоприятными, либо менее благоприятными для выживания небесных тел во время обгона ими крупных тел. К этим характеристикам относятся относительное торможение, эксцентриситет и наклонение орбиты небесного тела к плоскости солнечной системы. Чем большим является относительное торможение небесного тела, тем быстрее оно приближается к Солнцу и тем быстрее пройдет через опасную зону, т.е. через орбиту планеты. При равных плотности и расстоянии от центрального тела у двух тел относительное торможение тем больше, чем меньше его масса, поэтому более мелкие тела, при прочих равных условиях, имеют больше шансов благополучно обогнать планету. Поэтому кометы могут обгонять планеты-гиганты, а ледяные планеты, по-видимому, нет. А из комет больше шансов имеют более мелкие кометы. Еще легче пройти через опасную зону метеорным телам. Из двух одинаковых комет, имеющих разные эксцентриситеты, легче, по- видимому, пройти через орбиту планеты-гиганта или ледяной планеты той, которая имеет меньший эксцентриситет, поскольку она занимает меньше места в плоскости и объеме Солнечной системы. А из двух комет, имеющих разные наклонения орбит, легче пройти через опасную зону, при прочих равных условиях, той, которая имеет большее наклонение орбиты к плоскости орбиты обгоняемой ею планеты. Во время обгона кометами планет происходи т отбор (можно сказать: Можно предположить, что из одного кометного пояса в другой может перейти примерно половина комет. Другая половина комет за это же время попадает на поверхность планеты-гиганта и ее спутников и на орбиты вокруг планеты- гиганта, становясь ее спутниками. Благополучно минуя орбиту планеты- гиганта, половина комет располагается на орбитах, расположенных равномерно между орбитами планет-гигантов. Вследствие этого, около четверти их захватывается за время галактического лета одной планетой, вблизи орбиты которой будут расположены орбиты этих комет, а другая четверть комет будет захвачена постепенно другой планетой. И только примерно половина из всех комет, благополучно перешедших через опасную зону, выживет до следующей галактической зимы, чтобы снова начать новое перемещение. Таким образом, число комет при перемещении из одного кометного пояса в другой может уменьшиться примерно в четыре раза. А это значит, что число комет в каждом более отдаленном кометном поясе может быть примерно в четыре раза больше, чем в более ближнем к Солнцу. Каким же образом кометам удается пройти мимо планет-гигантов, минуя их
мощное гравитационное притяжение? Дело в том, что планеты занимают на своей
орбите ничтожно малую часть ее длины, которая исчисляется миллиардами и
десятками миллиардов километров. И пока планета находится по одну сторону В свете вышесказанного нетрудно понять происхождение астероидов, расположенных в астероидном поясе между орбитами Марса и Юпитера. В каждую галактическую зиму кометы из второго кометного пояса переселяю тся в первый кометный пояс, а кометы из первого пояса одновременно переселяются через орбиту Юпитера. При этом, примерно половина из них гибнет, оказываясь на поверхности Юпитера, на поверхности его спутников и на орбите Юпитера в качестве его маленьких спутников и спутничков. Возможно, и некоторые большие спутники Юпитера и других планет-гигантов также обзавелись при этом своими маленькими спутничками. Переселившиеся кометы из первого кометного пояса располагаются более или менее равномерно на всем расстоянии от Солнца до Юпитера. Но затем, на протяжении очередного галактического лета, примерно половина из них постепенно поглощается посредством захвата Юпитером и планетами земной группы, в сфере притяжения которых они располагаются при окончании очередной галактической зимы. Другая половина комет сохраняется, расположившись в безопасной зоне между орбитами Юпитера и Марса. Количество комет, переселившихся через орбиту Юпитера из первой кометной
зоны, сокращается, таким образом, примерно в 4 раза. Но их совокупная масса
при этом уменьшается еще более, поскольку кометы, поселившись в астероидном
поясе, теряют под воздействие м солнечного излучения всю или почти всю
ледяную компоненту, которая составляла большую часть их массы (быть может, 5. Происхождение спутников Небольшие небесные тела - кометы и астероиды быстрее приближаются к Но не всем малым телам удается благополучно пересечь планетные орбиты. Однако и в спутниковой системе, как и в планетной, прослеживается
определенная закономерность, хотя и менее четкая. Например, массы ближних
спутников Юпитера во много раз превышают массы дальних спутников. Меньшие
же массы Ио и Европы по сравнению с Ганимедом и Каллисто можно объяснить
тем, что раньше массы Ио и Европы были большими, чем массы Ганимеда и Если предположить, что и близкие спутники Урана Ариэль и Умбриэль раньше
имели большие размеры и массы, чем Титания и Оберон, а затем также под
действием приливного трения, которое в то же время замедлило их осевое
вращение, потеряли большую часть ледяной компоненты; и если предположить,
что то же самое произошло и с ближайшими спутниками Сатурна, то нарушение
закономерности в убывании массы небесных тел по мере их удаления от
центрального тела несколько уменьшится, хотя все же отчасти сохранится,
особенно у спутников Сатурна. Если бы спутники не теряли часть своего
вещества по мере приближения к планете, начиная с какого-то определен ного
критического расстояния, под воздействием разогрева, который происходит
вследствие приливного трения в теле спутников, вызываемого гравитационным
притяжением планет и соседних спутников из-за вращения спутников, теряющих
вещество или из-за их эксцентриситета, не равного нулю, или из-за близости
соседнего, особенно более массивного спутника, то спутники, как правило,
имели бы тем большие массы, чем они ближе находятся от своих планет, за
исключением маленьких спутников, имеющих чрезмерно большое относительное
торможение. Но поскольку спутники под влиянием разогрева от приливного
трения теряют ледяную компоненту, то возникает совсем иная закономерность в
их массах: наибольшую массу имеют спутники, расположенные примерно в
средней части шеренги спутников, а массы других спутников постепенно
уменьшаются по обе стороны от самого большого спутника. Ганимед, Титан и Можно предположить, что Гиперион потерял огромную часть своей массы под влиянием приливного трения, вызываемого Титаном, которому и досталась ледяная компонента Гипериона. Возможно, раньше Гиперион имел размеры, вдвое большие размеров Япета, а Титан был значительно меньше. В будущем Гиперион подойдет еще ближе к Титану и может перейти на его орбиту, как это случилось с Тритоном. Как и Тритон, Гиперион должен иметь избыточную плотность, поскольку он потерял значитель ную часть своей ледяной компоненты. Тритон же не только потерял почти все свое вещество, но и перешел на орбиту Нептуна, Гипорион тоже потерял много своего вещества, но еще не успел войти в сферу действия Титана. Он находится на предшествующей, в сравнении с Тритоном, фазе своего развития. Большую массу Тефии в сравнении с массой Дионы можно, по-видимому,
объяснить тем, что она образовалась из двух крупных тел, как и Нептун и Если бы все спутники освободить от ледяной компоненты или, наоборот,
вернуть им всю утерянную ими ледяную компоненту, то самые большие спутники
оказались бы ближе к планетам, а меньшие - дальше от своих планет. У Расположение некоторых меньших по размеру и массе спутников ближе к планетам более крупных спутников можно объяснить и их более поздним происхождением при переходе с околосолнечных орбит на околопланетные орбиты. Тот факт, например, что Миранда имеет большее наклонение орбиты к плоскости экватора Урана, чем другие, более крупные спутники, как будто бы подтверждает это. Ведь возраст планеты или спутника тем меньше, чем больше наклонение его орбиты к плоскости экватора центрального тела. Можно поэтому предположить, что Миранда на орбиту Урана перешла с околосолнечной орбиты позднее других спутников. Если это так, то отсюда следует, что спутники, перешедшие на околопланетные орбиты, могут осуществлять этот переход и таким образом, что оказываются при этом на периферии планетно-спутниковой системы, и таким образом, что могут оказаться впереди других, в том числе более крупных спутников, и таким образом, что оказываются вблизи планеты. Небесные тела при переходе с околосолнечной орбиты на околопланетную, по- видимому, должны изменять направление своего обращения с прямого на обратное. Если такое изменение направления обращения является обязательным условием перехода с околосолнечной орбиты на околопланетные, то все спутники, недавно перешедшие на орбиты планет, должны иметь обратное направление обращения. К ним относятся Тритон, Феба и четыре маленьких спутника Юпитера. Если это изменение направления обращения является правилом, то многие из небольших спутников на периферии планетно- спутниковых систем, которые будут обнаружены в будущем, должны иметь либо обратное направление обращения, либо большое наклонение орбиты. Тритон, с его обратным направлением обращения, вынуждает нас сделать вывод, что перейти с орбиты вокруг Солнца на орбиту вокруг планеты могут и самые маленькие тела Солнечной системы, и более крупные - метеорные тела и кометы, астероиды и небольшие планеты. Переход большого небесного тела с гиперболической орбиты на эллиптическую, по-видимому, невозможен, поскольку оно приобретает при приближении к другому, гораздо более массивному телу, большую скорость, погасить которую торможением в диффузной среде оно не может. Переход же большого небесного тела с орбиты Солнца на орбиту планеты при стечении благоприятных обстоятельств, в частности, в плотной газово- пылевой среде, по-видимому, возможен. Это вовсе не значит, что спутники перешли с околосолнечных орбит на орбиты вокруг планет с такой массой и размерами, которые они имеют в настоящее время. Они, скорее всего, перешли на околопланетные орбиты гораздо меньшими по размерам и массе, а потом уже увеличились во время галактических зим как за счет диффузной материи, так и за счет выпадения на их поверхность других, более мелких спутников и комет. Если переход относительно крупных тел с околосолнечной орбиты на орбиту
вокруг планеты возможен, то это значит, что некоторые крупные спутники, как
и Тритон, могли произойти именно таким способом, в том числе и Луна,
которая, возможно, ранее обращалась вокруг Солнца по орбите, расположенной
между орбитами Земли и Марса. Относительное торможение Луны было в
несколько раз больше относительного торможения Земли, вследствие чего Луна,
подобно Церере, образовавшаяся, возможно, ранее в районе астероидного
пояса, слишком близко подошла к Земле и перешла на ее орбиту. При этом Если бы планета Луна при сближении с Землей, то ли по причине большого
относительного торможения Луны, то ли по причине большого относительного
ускорения Земли, а скорее всего по причине и того и другого вместе, прошла
вблизи зоны действия Земли (с внешней стороны), когда Земля обгоняла ее, При очередном обгоне Землей Луна могла бы войти в сферу действия Земли, уменьшив скорость, скажем, до 28 км/с и перейти на околоземную орбиту, снова увеличив скорость с 28 до 29 км/с, поскольку именно такая скорость нужна спутнику Луне с обратным обращением вокруг Земли. К тому же, Луна в это время испытывает торможение в газово-пылевой среде, что способствует ее переходу на орбиту Земли. Не так давно на страницах научной печати дискутировался вопрос о том, не
являлся ли в прошлом Меркурий спутником Венеры, перейдя затем под влиянием
мощного гравитационного притяжения Солнца на орбиту вокруг него. Если Но возникает второй, более серьезный вопрос: если Меркурий был спутником Однако, доказательств этого нет, и с таким же успехом можно утверждать, что Меркурий не был спутником Венеры. Его большое относительное ускорение объясняет, почему, несмотря на его большое относительное торможение, он до сих пор не вошел в атмосферу Солнца и не исчез в его недрах. Во время галактических зим, по крайней мере, суровых, когда Солнечная система пересекает рукава Галактики, Меркурий приближается к Солнцу, а во время галактического лета он снова удаляется от него на свое место. 6. Происхождение планет земной группы Если планеты-гиганты происходят из ледяных планет, расположенных за ними дальше от Солнца, и если ледяные планеты происходят из больших комет, расположенных еще дальше от Солнца, то, очевидно, что планеты земной группы должны происходить из тех небесных тел Солнечной системы, которые расположены по соседству с ними, но несколько дальше от Солнца. Не трудно видеть, что к кандидатам в родительские тела планет земной группы могут быть отнесены три группы небесных тел Солнечной системы: во-первых, планеты- гиганты, вернее, их силикатные ядра; во-вторых, большие спутники планет- гигантов, такие, как Ио, Европа, Ганимед и Каллисто; и, в-третьих, большие астероиды, такие, как Церера, Паллада, Веста, Гигея и др. Если Юпитер в настоящее время теряет свое атмосферное вещество в районе
мощного вихря (большого красного пятна), то можно предположить, что весь
водород, затем гелий, а затем и другие газообразные вещества в конце концов
покинут Юпитер и он, уменьшив свою массу во много раз, превратится в пятую
планету земной группы. После этого он приблизится ближе к Солнцу, поскольку
его относительное торможение резко, раз в 15-20, возрастет, скорость его
вращения уменьшится как за счет солнечного торможения, так и за счет
рассеивания в межпланетное пространство вещества, и он будет иметь не
только такую же массу, как планеты земной группы, но и такой же, примерно,
период вращения, как у Земли и Марса. После этого Юпитер снова приобретет
атмосферу, сначала такую, как и у Марса, а затем, по мере приближения к То же самое позднее произойдет с Сатурном, который в далеком будущем превратится в шестую планету земной группы, а затем - с Ураном и Нептуном, которые превратятся в седьмую и восьмую силикатные планеты. Так произойдет, если планеты земной группы действительно произошли из
планет-гигантов. Чтобы доказать это, необходимо определить размеры и массы
силикатных ядер планет-гигантов, особенно у Юпитера, которые должны быть в
этом случае соизмеримы с размерами и массами планет земной группы. Возникает вопрос: что произойдет с галилеевыми спутниками Юпитера, если
в далеком будущем Юпитер уменьшится до размеров и массы планет земной
группы? Очевидно, спутники при этом будут удаляться от Юпитера и, в конце
концов, выйдут из зоны его притяжения и перейдут на околосолнечные орбиты. Если это так, то можно предположить, что и крупные астероиды в прошлом
также были спутниками Юпитера. Затем, при уменьшением массы Юпитера, они
перешли на околосолнечные орбиты, а позднее приблизились к Солнцу при
торможении в газо-пылевой среде. Можно предположить, что и Луна имеет
аналогичное происхождение, с той лишь разницей, что Луна в далеком прошлом
была спутником не Юпитера, а планеты-гиганта Марса. При уменьшении массы Если это так, то и планеты-гиганты (в прошлом) Земля и Венера также должны были бы, очевидно, иметь большие спутники. Где же они? Не трудно догадаться, что большим спутником планеты-гиганта Венеры мог быть Меркурий, который, сойдя с ее орбиты по причине уменьшения ее массы (а не под воздействием приливного вздутия), превратился в самостоятельную планету, как и позднее Луна, но который, в отличие от Луны, до сих пор является самостоят ельной планетой. Любопытно, что соотношение масс Марс - Луна, равное 9:1, близко к соотношению масс Венера - Меркурий, которое в настоящее время равно 15:1, а в прошлом, когда Меркурий был массивнее, по- видимому, равнялось 12:1 или даже 10:1. Такое же, примерно, соотношение имеют Плутон с Хароном. Можно предположить, что и планета-гигант Земля имела большой спутник и
их массы соотносились таким же образом. А это значит, что бывший спутник Такой можно представить картину происхождения планет земной группы, имея
в виду, что она является упрощенной. Ведь планеты земной группы продолжали
увеличиваться и после их образования из планет-гигантов. Значит, они во
время их происхождения были несколько меньше. Последней из планет земной
группы образовался Марс. Его размеры, возможно, являются ближе к размерам
новорожденных планет земной группы - Венеры, Земли. Но тогда и спутники
планет-гигантов были меньше при рождении последних планет земной группы. Если это так, то и современное силикатное ядро Юпитера находится в таком же соотношении со своими спутниками, т.е. раз в 10 массивнее их и равно примерно массе Марса. Ядро же Сатурна в 3-4 раза меньше и соизмеримо с массой Меркурия, а ядра Урана и Нептуна соизмеримы с массой Луны. В будущем же они будут все более увеличиваться. Можно представить себе и другие варианты происхождения планет земной группы. Например, что не только Венера, Земля и Марс, но и Меркурий произошел из планеты-гиганта. Или, что не только Меркурий и Луна произошли из бывших спутников планет-гигантов, но и Марс имеет такое же происхождение. Но в этом случае придется признать и Луну и Марс бывшими спутниками Юпитера. Если окажется, что силикатное ядро Юпитера является не таким, как Марс, а огромным, в 15-20 масс Земли, и если окажется, что Юпитер не теряет свое атмосферное вещество и не сможет его потерять в будущем, даже если приблизится на расстояние Марса, то можно выдвинуть еще одно предположение о происхождении планет земной группы, а именно, что планеты земной группы произошли не из силикатных ядер планет-гигантов и не из их больших спутников, а из крупных астероидов. Предположим, что это именно так, и рассмотрим эту гипотезу. Если бы кометы первого кометного пояса, переселившись за орбиту Юпитера, не теряли ледяную компоненту и не превращались в астероиды, которые образуют единственный в Солнечной системе астероидный пояс, то они, образовав еще один, самый ближний к Солнцу кометный пояс, во время очередных галактических зим продолжали бы приближаться к Солнцу и одна за другой исчезали бы в его недрах, увеличивая его массу. Но то обстоятельство, что кометы под воздействием солнечного излучения теряют ледяную компоненту и превращаются в астероиды, имеет далеко идущие последствия. Дело в том, что плотность астероидов намного больше плотности комет, что
приводит к тому, что относительное торможение астероидов при их образовании
из комет и укрупнении резко, в несколько раз уменьшается, несмотря на то,
что при этом уменьшается, по-видимому, их средняя масса. А малое
относительное торможение астероидов, в сравнении с кометами приводит к
тому, что они приближаются к Солнцу в несколько раз медленнее, чем кометы. Более крупные кометы, хотя быть может и не все, отбираются посредством захвата планетами, орбиты которых они пересекают. Астероиды также захватываются планетами земной группы при пересечении их орбит, увеличивая массы планет, но скорость приближения астероидов к Солнцу, сравнительно со скоростью приближения планет земной группы, незначительна. Эта разница не идет ни в какое сравнение с разницей в скорости приближения к Солнцу планет- гигантов и комет. Ведь кометы быстрее приближаются к Солнцу, чем астероиды, а планеты-гиганты, наоборот, приближаются к Солнцу в 20 раз медленнее, чем планеты земной группы. Поэтому астероиды, в отличие от комет, успевают увеличиваться за счет других, более мелких астероидов, за счет комет, метеорных тел и пыли до относительно больших размеров, иногда до размеров небольшой планеты. И в настоящее время в астероидном поясе происходит укрупнение астероидов в результате их столкновения друг с другом, хотя в это же время происходит и их дробление. Следствием укрупнения явилось возникновение особо крупных астероидов: Цереры, Паллады, Весты и др. При наступлении очередной галактической зимы этот процесс усилится и будет продолжен после ее окончания. В результате значительная часть астероидов из астероидного пояса присоединится к наибольшему из астероидов, по-видимому, Церере, и в зоне планет земной группы возникнет пятая планета земного типа с массой и величиной от Луны до Марса. Планеты же земной группы во время следующей суровой галактической зимы
несколько приблизятся к Солнцу, освобождая место новой планете, которая
переместится ближе к орбите Марса. Марс приблизится к Земле ввиду его
большего относительного торможения и расстояние между ними сократится. А Кометы, переселяющиеся во время галактических зим из первого кометного
пояса через орбиту Юпитера, располагаются на всем расстоянии от Солнца до При возникновении планет земной группы в районе астероидного пояса, постоянно питаемого во время галактических зим кометами из первого кометного пояса, их относительное торможение будет уменьшаться, поскольку при увеличении массы, при прочих равных условиях, относительное торможение уменьшается. Например, если все четыре планеты земной группы разместить на одной орбите, то относительное торможение Земли и Венеры будет в 2-2,5 раза меньше относительного торможения Меркурия и Марса. Но масса самых маленьких планет, типа Луны и Меркурия, во много раз больше самых больших астероидов, поэтому их относительное торможение во много раз меньше. А следствием этого является то, что астероиды во время галактических зим догоняют планеты и часть их обрушивается на поверхность планет, оставляя на ней мелкие и большие кратеры, которыми покрыты все планеты и их спутники. Массы планет земной группы, как и других небесных тел, с каждой
галактической зимой будут все более увеличиваться. Но темпы их роста будут
сильно отличаться. Быстрее всего будут расти те планеты, которые
расположены ближе к астероидному поясу, а медленнее всего те, которые
расположены ближе к Солнцу. Быстрее всего, следовательно, увеличиваются
астероиды, в том числе Церера, и планета Марс, а медленнее всего - Меркурий
и Венера. Вследствие этого, Марс может в будущем приблизиться по размерам и
массе к Венере и Земле, а Церера, возможно, догонит Луну, затем Меркурий, а
затем и современный Марс. Ведь при увеличении расстояния между Марсом и Происхождение современных планет земной группы можно представить
следующим образом. Первой из существующих планет земной группы в районе
астероидного пояса, около 4 а.е. или несколько дальше, произошла Венера,
имевшая при возникновении размеры и массу Меркурия или Марса. Впрочем,
сначала она имела массу и размеры Луны, а еще раньше была величиной с Когда Венера находилась от Солнца на расстоянии около 3 а. е., в
астероидном поясе возникла новая планета, которая имела хотя и относительно
большую массу, но гораздо меньшую, чем уже увеличившаяся к этому времени Возможно, после Меркурия и раньше его таким же образом возникли еще несколько небольших планет с массой и размерами от Луны до Меркурия, но все они, приблизившись к Венере, были захвачены ею, в отличие от Меркурия, на свою поверхность, увеличив ее массу в несколько раз. Кроме них Венера захватила огромное количество мелких и крупных астероидов. И эти планеты и астероиды вынудили Венеру вращаться в обратную сторону. После Меркурия и других небольших планет, присоединившихся к Венере, еще
из одного, возможно, большого астероидного кольца, возникла Земля с массой,
равной массе Меркурия или Марса. Земля, имеющая меньшую массу, чем Венера с При каждом таком падении на Землю небольших планет или крупных астероидов, а возможно, и больших спутников, на ней происходили огромные изменения. Происходили мощные землетрясения, начинались вулканические извержения, лопалась на плиты литосфера, возникали горы, резко изменилась поверхность планеты, а также ее биосфера. Одна из этих планет была захвачена Землей на ее орбиту и стала ее
спутником. Сначала Луна обращалась вокруг Земли, по-видимому, в обратном
направлении, но затем постепенно ее орбита развернулась. Луна также
тормозила и тормозит в настоящее время вращение Земли вызываемым ею
приливным трением в литосфере, гидросфере и атмосфере Земли, но гораздо
слабее, чем Меркурий вращение Венеры, поскольку масса Луны меньше массы Вслед за Венерой, Меркурием, Землей, Луной и другими небольшими
планетами, оказавшимися позднее на поверхности Венеры и Земли, а возможно и После возникновения Марса, возможно, возникло еще несколько небольших, как Луна планеток, но все они оказались на поверхности Марса. И в последнюю очередь возникло то астероидное кольцо, которое существует и в настоящее время, из которого в «недалеком» будущем произойдет еще одна планета земной группы с массой Луны или Меркурия (в настоящее время масса крупнейшего астероида - Цереры меньше массы Луны примерно в 50 раз). В это же время, или раньше, Меркурий, удалившись от Венеры, перешел на орбиту Солнца под воздействием его мощного гравитационного притяжения. Так возник иначе труднообъяснимый значительный эксцентриситет его орбиты - 0,206. Вышеприведенная схема происхождения планет земной группы неплохо
объясняет их эксцентриситеты. Поскольку Венера возникла из рассматриваемых
планет первой, то ее эксцентриситет уменьшился более всего - до 0,0068 в
настоящее время. Земля является более молодой планетой и ее эксцентриситет
несколько больший - 0,0167. Еще более молодой планетой является Марс,
возникший после Венеры и Земли, и поэтому его эксцентриситет еще больший - Не противоречит эта схема и другим характеристикам планет. Венера и Если планеты земной группы действительно произошли из силикатных ядер планет-гигантов, то можно предположить, что они, будучи ядрами, имели большую плотность, чем в настоящее время, причиной чего было чудовищное сжатие их гигантскими атмосферами. При потере же ими атмосфер происходило разуплотнение ядер и их расширение и увеличение. Если расширение происходило достаточно медленно, то еще до полного разуплотнения ядер могла образоваться в наружной части ядер твердая литосфера, которая при последующем разуплотнении и расширении силикатных ядер, а затем - силикатных планет, могла лопнуть на части - литосферные плиты. Так могли произойти материки и океаны, причем последние затем увеличились при увеличении планет за счет космических осадков. При рассмотрении происхождения спутников видно, что самые крупные спутники планет, кроме Тритона, закономерно располагаются в середине их рядов. То же самое наблюдается у планет: самая крупная планета Юпитер также расположена посредине планет. И объяснить это явление можно тем же: ближние планеты теряли большую часть своего вещества, как и спутники, и становились во много раз меньше, тем более что они теряли не только, в отличие от спутников, ледяную, но и газовую компоненту: водород и гелий. Но если рассмотреть только планеты земной группы, то и тут обнаружится
та же самая закономерность: самая большая планета (Земля) также расположена
в середине ряда планет земной группы, а не находится в начале его, около Трудность возникает, если предположить, что и Марс произошел из
силикатного ядра планеты-гиганта. Это можно объяснить, по-видимому, тем,
что планеты земной группы увеличиваются быстрее, чем силикатные ядра планет-
гигантов, поскольку плотность газово-пылевой материи во время галактических
зим тем больше, чем ближе к Солнцу приближается она. Поэтому массы Венеры и 1. Происхождение комет 2. Таким образом, планеты земной группы происходят из планет-гигантов, или
их спутников, или астероидов, а планеты-гиганты - из ледяных планет. Можно предположить, что существует два способа происхождения комет Но помимо мелких и небольших комет на периферии Солнечной системы, как можно предположить, существуют и большие кометы, из которых позднее, возможно, происходит часть ледяных планет. Эти кометы могут иметь и иное происхождение. Они могут переходить на орбиты вокруг Солнца во время галактических зим, вследствие торможения в газово-пылевой среде, с орбит вокруг центра Галактики. Галактику можно представить себе гигантской звездно-планетной системой, в которой наряду со звездами вокруг ее центра обращается огромное количество других, наименее крупных тел. При этом в Галактике, как и в любой другой звездно-планетной системе, в том числе Солнечной, имеет место закономерность, в соответствии с которой небесных тел тем больше, чем меньше их масса и размеры. Эта закономерность подтверждается двумя фактами. Во-первых, в Солнечной системе силикатных и ледяных планет и крупных спутников больше, чем планет- гигантов, а астероидов и комет больше, чем планет и больших спутников. Во- вторых, средних по массе звезд, таких как Солнце, в галактиках гораздо больше, чем звезд более крупных, с массой 5-10 масс Солнца. Еще меньше гигантских звезд с массами в несколько десятков солнечных масс. Карликовых звезд, наоборот, много. И чем меньше звезды по массе и размерам, тем их больше. Отсюда можно сделать вывод, что в Галактике, наряду со звездами, которые
мы видим, имеется огромное количество менее крупных и мелких тел:
карликовых инфракрасных звезд и планет-гигантов, ледяных планет и комет. Одни из этих комет обращаются по орбитам вокруг звезд и планет в различных звездно-планетных системах. Но огромное большинство комет, как и планет Галактики, обращаются по самостоятельным орбитам вокруг ее центра. Попадая в условия галактических зим в газово-пылевую среду, кометы быстрее других небесных тел начинают приближаться к центру Галактики. Они догоняют более крупные тела, пересекают их орбиты и оставляют их позади, продолжая свое приближение к центру Галактики. Но не всем кометам удается этот обгон. Многие из них проходят слишком близко от крупных тел - звезд и планет при их обгоне и попадают на их поверхность, увеличивая их массу. Но некоторые кометы при этом могут перейти на орбиту крупного тела, которое они обгоняют точно так, как некоторые небесные тела Солнечной системы, приближаясь к Солнцу, переходя с околосолнечной орбиты на орбиту вокруг той или иной планеты и превращаясь в их спутники. Кометы также могут переходить с орбит вокруг центра Галактики на орбиты вокруг Солнца и других звезд. Именно таким способом, возможно, происходит часть комет, особенно крупных, а может быть, и некоторые планеты Солнечной системы. Поскольку небесные тела Галактики обращаются вокруг ее центра в той ее
части, где находится Солнечная система, с одинаковой угловой скоростью, это
приводит к тому, что при переходе комет с орбит вокруг центра Галактики на
орбиты вокруг Солнца они могут изменять направление своего обращения, а
могут и не изменять, в отличие от небесных тел Солнечной системы, которые,
по-видимому, обязательно должны изменить направление своего обращения при
переходе с околосолнечных орбит на околопланетные. По-видимому, изменять
направление своего обращения должна примерно половина комет, переходящих с
окологалактических орбит на околосолнечные. При этом кометы должны, по-
видимому, иметь самые различные наклонения орбит к плоскости эклиптики. Можно предположить, что те небесные тела Солнечной системы, которые обращаются или обращались в прошлом вокруг Солнца в обратном направлении, перешли в Солнечную систему с около галактических орбит. Помимо множества комет, к этим телам относится и Уран. Кометы имеют двоякое происхождение. Одни, более мелкие и с прямым
направлением обращения вокруг Солнца происходят преимущественно в Солнечной
системе из самых мелких тел, образующихся при дроблении комет во время их
столкновений. Другие, более массивные и с обратным направлением обращения
вокруг Солнца, возможно, происходят частично посредством их перехода в 8. Происхождение Солнца По всей вероятности Солнце возникло из инфракрасного карлика, который, в
свою очередь, возник из планеты-гиганта. Планета-гигант еще раньше
произошла из ледяной планеты, а та - из кометы. Эта комета произошла на
периферии Галактики одним из тех двух способов, которыми происходят кометы
на периферии Солнечной системы. Либо комета, из которой через много
миллиардов лет произошло Солнце, образовалась при дроблении более крупных
комет или ледяных планет при их столкновении, либо эта комета перешла в Как известно, все видимые галактики движутся. При этом они обращаются вокруг центра скопления галактик. Многие скопления галактик при этом могут составлять свое семейство, свою звездно-планетную систему, еще более огромную, чем отдельные галактики и их скопления. Между галактиками, обращающимися вокруг общего центра масс, существует
огромное количество других небесных тел, хотя их, по-видимому, и меньше,
чем в галактиках. Эти небесные тела - звезды, планеты и кометы обращаются,
как и галактики, вокруг их общего центра масс по самостоятельным орбитам. Таким образом, на периферию Галактики периодически переходит из
межгалактического пространства огромное количество малых небесных тел,
особенно комет, которые восполняют потери небесных тел Галактики при
захвате одними, более крупными телами других, более мелких тел. Поэтому,
несмотря на то, что все звезды постепенно приближаются к центру и плоскости Из одного из таких небесных тел, пришедших в Галактику из
межгалактического пространства, могло произойти и наше Солнце. При этом Однако, учитывая массу Солнца и его расстояние от центра Галактики и ее края, можно предположить, что Солнце превратилось из кометы в планету на периферии Галактики, а не в межгалактическом пространстве. Потом, в процессе ее увеличения, комета превращалась в ледяную планету, планету- гигант и т.д. Понятно, что столкновение между небесными телами Галактики должны
происходить довольно часто, особенно в периоды галактических и
метагалактических зим. А при этих столкновениях происходит и укрупнение, и
раздробление небесных тел. Мелкие осколки более крупных небесных тел дают
начало новым небесным телам, в том числе самым малым: мелким кометкам и
метеоритам, из которых затем происходят новые крупные кометы. Эти кометы,
увеличиваясь, превращаются в ледяные планеты, затем в планеты-гиганты. 9. Современные представления о строении Солнечной системы Все объекты Солнечной системы можно разделить на четыре группы: Солнце, большие планеты, спутники планет и малые тела[3]. Солнце — динамический центр системы. Его гравитационное влияние является доминирующим в Солнечной системе за исключением малых областей в окрестности других объектов. Большие планеты — визитная карточка Солнечной системы. Пять ближайших к Открытие Урана явилось сюрпризом. Весной 1781 г. Вильям Гершель на своем Открытие Нептуна стало триумфом теории тяготения Ньютона. Анализируя
неравенства в движении Урана, Бессель в Кенигсберге в 1840 г., Адамс в Открытие Плутона можно назвать запрограммированным. В 1896 г. Персиваль Существуют ли большие планеты за орбитой Плутона? Анализ траекторий
движения тел Солнечной системы и космических аппаратов Пионер–10, Не до конца решен вопрос о происхождении двойных планет Земля–Луна и Малые тела Солнечной системы — пробный камень и золотая жила небесной
механики, кладезь новых открытий. Самые известные малые тела — кометы. Долгопериодические кометы движутся по орбитам, большие полуоси которых достигают десятков тысяч астрономических единиц, а периоды обращения — десятков миллионов лет. Орбиты сильно вытянуты, их эксцентриситеты близки к единице. Ориентация орбит и их наклоны к плоскости эклиптики распределены случайным образом. В настоящее время имеются сведения более, чем о 700 таких комет. Короткопериодические кометы имеют периоды менее 200 лет, умеренные эксцентриситеты, для большинства из них наклон орбит к плоскости эклиптики не превышает 35° . Короткопериодические кометы делятся на семейства по признаку планеты-гиганта, определяющей динамику кометы. В настоящее время известно около 180 короткопериодических комет. Большинство из них принадлежит семейству Юпитера. Самая многочисленная популяцию малых тел Солнечной системы — астероиды. Популяция астероидов неоднородна. Большинство астероидов движутся по
орбитам близким к круговым в поясе астероидов между орбитами Марса и |
|