Открытия и гипотезы, 2005 №11
Шрифт:
Учитывая это последнее, можно с уверенностью заявить, что наибольший вклад в строительство светлого будущего вносят пессимисты. Этим парадоксом можно закончить наши "Советы", добавив, что, как становится ясным, их, пессимистов, следует беречь.
Доктор химических наук Н.С. Имянитов
СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА
Загадки малых тел Солнечной системы
В Солнечной системе кроме больших планет и их спутников движется множество так называемых малых тел: астероидов, комет и метеороидов. Малые тела
Астероиды. С точки зрения физики астероиды или, как их еще называют, малые планеты — это плотные и прочные тела. По составу и свойствам их можно условно разделить на три группы: каменные, железокаменные и железные. Астероид является холодным телом. Но он, как, например, и Луна, отражает солнечный свет, и поэтому мы можем наблюдать его в виде звездообразного объекта. Отсюда и происходит название “астероид”, что в переводе с греческого означает звездообразный. Так как астероиды движутся вокруг Солнца, то их положение по отношению к звездам постоянно и довольно быстро меняется. По этому первоначальному признаку наблюдатели и открывают астероиды.
Первый и наиболее крупный астероид, Церера, был открыт в 1801 году Дж. Пиацци. Этот астероид двигался по почти круговой орбите радиусом 2,8 а.е. (а.е. — астрономическая единица, среднее расстояние от Земли до Солнца, 149 500 000 км), то есть между орбитами Марса и Юпитера. Именно такое расстояние от Солнца было предсказано правилом Тициуса-Боде для еще одной гипотетической планеты Солнечной системы — Фаэтона. Вскоре были открыты еще нескольких астероидов с орбитами, проходящими между орбитами Марса и Юпитера. В 1803 году Г.В. Ольберс высказал гипотезу об образовании так называемого главного пояса астероидов (ГПА) в результате разрушения гипотетической большой планеты земной группы — Фаэтона. Сейчас известно более 9 тыс. нумерованных астероидов на самых разнообразных орбитах, и объяснить их образование разрушением планеты невозможно. Более приемлемой считается гипотеза о том, что ГПА есть несформировавшаяся планета, образованию которой помешали гравитационные возмущения Юпитера.
Кометы, или “хвостатые звезды”, известны с незапамятных времен. Комета — это сложное физическое явление, которое кратко можно описать с помощью нескольких понятий. Ядро кометы представляет собой смесь или, как говорят, конгломерат пылевых частиц, водяного льда и замерзших газов.
Отношение содержания пыли к газу в кометных ядрах составляет примерно 1:3. Размеры кометных ядер, по оценке ученых, заключены в интервале от 1 до 100 км. Известные короткопериодические кометы имеют ядра размером от 2 до 10 км. Размер же ядра ярчайшей кометы Хейли-Боппа, которая наблюдалась невооруженным глазом в 1996 году, оценивается в 40 км.
Так как комета имеет, как правило, высокоэксцентричную орбиту, то при приближении к Солнцу температура поверхности ядра повышается, льды начинают сублимировать и потоки газа выносят частицы пыли. В результате образуется так называемая газопылевая кома, которая имеет почти сферическую форму и может в миллионы раз превышать размеры самого ядра.
Благодаря огромным размерам комы отражаемый ею солнечный свет позволяет с Земли наблюдать кометы
Мелкие пылевые частицы очень чувствительны к давлению солнечного света. Для них давление света сравнимо с притяжением Солнца, а в некоторых случаях может и преобладать. Такие частицы покидают кометную кому, образуя хвост.
Хвост направлен в сторону, противоположную Солнцу, и его видимые размеры могут превышать размеры кометы в сотни раз, достигая 1 а.е. и более.
Согласно наиболее распространенной гипотезе, кометы являются остатками протопланетного вещества, не вошедшего в состав планет. Считается, что на окраине Солнечной системы находится так называемое Облако Оорта — склад кометных ядер.
Возмущения от близко проходящих к Солнцу звезд или газопылевых скоплений преобразуют отдельные орбиты ядер комет из Облака Оорта в орбиты, проходящие вблизи больших планет.
Большие же планеты могут еще сильнее изменить орбиты и перебросить ядра внутрь планетной системы, в которой и происходят кометные явления.
Метеороиды образуются при разрушении ядер комет и астероидов. Однако вполне вероятно, что незначительная часть современной популяции метеороидов была выброшена со спутников больших планет, с Меркурия или Марса. Как показывают наблюдения, нельзя исключить и возможность попадания в Солнечную систему метеороидов из других звездных систем.
Некоторые кратеры на поверхности спутников планет имеют диаметры до 1/3 диаметра спутника. При скорости 20 км/с столкновения астероида со спутником планеты объем кратера составит около 1500 объемов астероида. Скорости выброса вещества спутника из кратера относительно невелики, и может образоваться рой частиц с орбитой, близкой к спутнику.
Для более высоких скоростей столкновения осколки с поверхности спутника, преодолев гравитационное притяжение спутника, могут быть выброшены внутрь Солнечной системы.
По динамическим характеристикам метеороиды разделяют на два класса: спорадические и метеороиды образующие рои. Метеороидный рой — это множество частиц, двигающихся по близким орбитам.
Если метеороидный рой пересекается Землей, то при достаточно больших геоцентрических скоростях метеороидов и пространственной плотности роя мы наблюдаем явление метеорного потока. Наблюдения метеорных потоков — это практически единственный способ регистрации метеороидного роя по наземным наблюдениям. Известно около 20 метеорных потоков с часовым числом от 20 до 140 метеоров в час. Эти потоки называют главными. Разные авторы выделяют также до 6000 так называемых малых метеорных потоков или метеорных ассоциаций.
Начиная с открытия Дж. Скиапарелли, установившего сходство орбит метеорного потока Персеид и кометы 1862 III, считается, что метеороидные рои образуются при разрушении ядер комет.
Спокойный распад ядер комет на большой дуге орбиты в окрестности перигелия при сублимации замерзших газов — наиболее вероятный путь образования метеороидного роя.
Нельзя, конечно, исключить образование роя и при катастрофических процессах: разрушении ядра кометы под действием приливных, центробежных или иных сил и при возможных столкновениях с астероидами или крупными метеороидами.