Рождение миров
Шрифт:
Следовательно, таинственное правило Боде-Тициуса, смущавшее всех ученых и казавшееся необъяснимым совпадением чисел, получило простое и естественное объяснение. Планеты могли образоваться на тех орбитах, на каких они сейчас находятся. Планеты-неудачницы, почему-либо возникавшие в неустойчивых зонах, были вынуждены либо развалиться, либо упасть на другие планеты, либо отодвинуться на законное место.
Из этой таблички видно, что
Образование планет-великанов
Марс — последний из четверки планет земной группы. Дальше от Солнца, за роем астероидов, о которых речь будет впереди, находятся четыре планеты-гиганта— Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Почему эти члены солнечной семьи так резко отличаются от планет земной группы, почему их размеры огромны, а плотности малы — не могла объяснить ни одна из прежних гипотез. Это были планеты-загадки. И верно, — наша Земля и ее соседи выглядят самыми нормальными планетами, они сложены из обычных материалов. Плотность Земли — 5,52.
Но как образовался Юпитер и из чего он сложен, если его масса в 318 раз больше массы Земли, объем в 1345 раз больше Земли, а плотность вещества лишь немногим отличается от плотности таких веществ, как глицерин или желатин?
Что это за вещество и как могла возникнуть эта рыхлая планета-громадина — совершенно неясно.
Гипотеза О. Ю. Шмидта дает объяснение.
Планеты формировались в борьбе двух сил: тяготения Солнца и давления солнечных лучей.
Давление солнечных лучей могло действовать только в той части пылевого облака, которая была прозрачна. Солнечные лучи тормозили пылинки в ближайших окрестностях Солнца и вызывали их падение на Солнце или же отбрасывали их далеко в сторону. Но влияние света по мере удаления от Солнца быстро ослабевало. На некотором расстоянии от Солнца толща пылевого облака оказывалась совершенно непроницаемой для света. Действие лучевого давления и торможения на этом расстоянии полностью прекращалось. Начиналась зона непрозрачности — зона мрака.
Там, где сквозь пылевое облако пробивались световые лучи и самые легкие частицы почти дочиста были выметены, — образовывались небольшие планеты земной группы.
Иное дело, — в зоне непрозрачности. Там во мраке клубились газовые облака, там находилось бесчисленное множество льдинок — замерзшей воды, замерзших газов: углекислоты, аммиака, метана; там на твердых частицах оседали в виде инея все легкие вещества, которые испарялись в околосолнечной области и были изгнаны оттуда солнечными лучами. И, разумеется, в зоне непрозрачности планеты слагались из тех материалов, какие там имелись — из замерзших газов, мелкой пыли и других легких веществ.
Планеты-гиганты — это дети мрака.
Густота облака в зоне непрозрачности, а также то, что Юпитер находился в центре захваченного Солнцем кольца космической пыли, создавали для Юпитера наиболее благоприятные условия. Он рос быстрее всех и вырос больше всех.
Крупная масса Юпитера, в свою очередь, помогала ему собирать вещество — к большой массе и мелочи притягивалось больше. Могучее тяготение Юпитера подчищало пространство на огромном расстоянии от него, а это обездоливало его ближайшего соседа. Марс мог бы стать более массивной планетой, но он не стал
Сатурн меньше Юпитера. Видимо рой частиц в районе его образования был реже, чем возле Юпитера. Кроме того, большая часть вещества, изгоняемого солнечными лучами из области формирования планет земной группы, рассеивалась в пространстве. Она достигала орбиты Сатурна в сильно разреженном состоянии — ведь Сатурн расположен почти вдвое дальше Юпитера. Все это привело к тому, что Сатурн собрал материала в три с лишним раза меньше, чем Юпитер.
Уран и Нептун — сравнительно небольшие планеты. Уран в 15 раз массивнее Земли, а Нептун массивнее ее в 17 раз.
В районе образования этих планет рой частиц безусловно был гораздо разреженнее, чем возле Сатурна и Юпитера.
Тут столкновения песчинок и камешков зачастую приводили к тому, что песчинка, ударившись о другую песчинку, отскакивала от нее, приобретала повышенную скорость и вырывалась из-под влияния солнечного тяготения. Такие частицы вылетали за пределы роя и навсегда покидали солнечную систему. Рой редел, и окраинным планетам оставалось мало материала.
Кроме того О. Ю. Шмидт предполагает, что вследствие огромных расстояний, которые разделяют окраинные планеты, Уран и Нептун еще не закончили сбор материала. Эти планеты продолжают расти и в наши дни.
Небольшое несоответствие между массами Нептуна и Урана отнюдь не противоречит гипотезе Шмидта. Нельзя представлять себе, что облако, встреченное Солнцем, и рой частиц, захваченный им, были совершенно однородными, несомненно в нем имелись и более плотные сгустки и разреженные места.
Точно также нельзя думать, что ядра всех планет сложились одновременно, как по команде. Несомненно, одни образовались чуть раньше, другие — позже. Те, что возникли раньше, совершенно естественно, использовали первенство и собрали больше материала.
Неоднородностью роя и разновременностью образования ядер планет объясняются их небольшие отклонения от нормы.
На самой границе роя, где вещества было совсем мало, образовался Плутон. Этому обитателю околицы солнечной системы пришлось довольствоваться только остатками строительных материалов. Он вырос такой же маленькой планетой, как и Марс. Его орбита тоже не смогла округлиться, а масса осталась примерно равной массе Марса.
Из гипотезы Шмидта следует, что Плутон — последняя планета солнечной системы. Возможно, что за орбитой Плутона летают небесные тела, подобные астероидам, но для образования настоящей планеты там материала недостаточно. Поэтому десятой крупной планеты в солнечной системе нет и быть не может.
Вращение планет
Все без исключения космогонические гипотезы не могли объяснить, почему планеты вращаются вокруг своих осей в ту же сторону, в какую они движутся по орбитам. Эта задача была тем препятствием, на котором опрокидывались все рассуждения, и авторы гипотез обычно умалчивали о вращении планет.
Лаплас, как известно, никакого объяснения не дал, полагая, что вращение планет должно быть понятно и без объяснения. Его последователи с горечью убедились, что Лаплас ошибся. Вращение планет по его гипотезе обязательно должно быть обратным — если планета, обращаясь вокруг Солнца, движется против часовой стрелки, то вращаться вокруг оси она должна по часовой стрелке.