Текст книги "Рождение миров"
Автор книги: Михаил Ивановский
сообщить о нарушении
Текущая страница: 17 (всего у книги 25 страниц)
Судьба малых тел
Судьбами тел малой массы в солнечной системе заведует великан Юпитер при энергичном содействии других больших планет. Тяготение Юпитера заставляет малышей изменять свои орбиты, приближаться и удаляться от Солнца, увеличивать скорость движения по орбите. Юпитер может загнать любое маленькое тело внутрь свой орбиты или, наоборот, вышвырнуть его за пределы солнечной системы.
При этом безразлично – будет ли это каменисто-песчаная туча – комета, метеорный поток или отдельный метеорит. Закон тяготения и законы движения для всех тел одинаковы.
Все дело в том, с какой стороны и с какой скоростью движется тело малой массы в тот момент, когда оно проходит возле Юпитера – навстречу ему или в одном направлении с ним, летит ли оно впереди Юпитера или позади него, справа или слева от него.
Если малое тело движется навстречу Юпитеру, то притяжение огромной планеты может сильно увеличить скорость малыша, и он будет выброшен в межзвездное пространство.
Разумеется, астрономы не в состоянии следить за каждым метеоритом, летающим вокруг Солнца. Эти камешки слишком малы и потому невидимы.
Недоступны наблюдению и метеорные потоки, о них мы узнаем лишь только тогда, когда они награждают Землю прекрасным зрелищем звездного дождя. Одни кометы дают достаточный наблюдательный материал для того, чтобы судить, какие превратности ожидают тело малой массы, которое повстречалось с Юпитером.
Учеными установлено, что в прошлом столетии восемь комет были изгнаны Юпитером из солнечной системы. Эти кометы отправились странствовать в межзвездное пространство. Такая же участь ожидает и те метеориты, которые попадаются Юпитеру навстречу, – им приходится навеки распрощаться с солнечной системой.
Если комета, метеорит или астероид движутся в одном направлении с Юпитером, то сближение с планетой-великаном заставляет их изменить орбиту.
Вот, например, что проделал Юпитер с кометой Вольфа. Орбита этой кометы и ее изменения были изучены польским астрономом Каменским.
До 1875 года комета обращалась вокруг Солнца по широкой и почти круговой орбите. Тогда она была невидимой с Земли.
В 1875 году произошло сближение кометы с Юпитером. Ее орбита резко, изменилась. Комета оказалась в близком соседстве с Землей, и ее существование в 1884 году открыл астроном Вольф.
До 1922 года комета Вольфа двигалась по своей новой орбите и аккуратно возвращалась к Солнцу через каждые 6,8 года. В 1922 году комета снова подошла к Юпитеру, но на этот раз с другой стороны. Тяготение Юпитера ускорило движение кометы, и она попала на орбиту, очень похожую на прежнюю. Теперь разглядеть ее с Земли трудно. Если бы астрономы не знали о существовании кометы Вольфа и ее места, то комета считалась бы потерянной.
Изменения орбиты кометы Вольфа, происшедшие после сближений с Юпитером.
Такова же судьба кометы, открытой в 1770 году русским ученым, академиком А. Лекселом. Комета Лексела успела сделать на глазах ученых только два оборота. Вторичное сближение с Юпитером отбросило ее за пределы видимости, и астрономы потеряли возможность следить за ней.
В 1890 году Юпитер увел от нас метеорный поток биэлид-андромедид. Теперь этот рой камешков несется в пространстве в нескольких миллионах километров от земной орбиты, и мы надолго, вероятно даже навсегда, лишены возможности любоваться звездным дождем биэлид.
Однако далеко не все кометы, пойманные Юпитером, при следующих сближениях отбрасываются назад. Многие из них попадают на более или менее устойчивые орбиты, становятся короткопериодическими и аккуратно обращаются вокруг Солнца в пределах орбиты Юпитера.
Пленники Юпитера составляют как бы его пометное семейство. В нем насчитывается 24 постоянных члена. Старожилом этого семейства является комета Энке-Баклунда. Она обошла вокруг Солнца 40 раз.
Кроме постоянных членов пометного семейства, есть еще примерно 25 кандидатов, то есть комет, которые сделали на глазах ученых только по одному обороту. Они могут удержаться на своих орбитах, а могут снова перекочевать куда-либо. Это выяснится после их повторных возвращений.
Орбиты короткопериодических комет.
Несколько комет были пойманы Юпитером в самые последние годы. На место развалившихся комет поступили новые. Семейство Юпитера непрерывно пополняется и может быть даже увеличивается.
Юпитер неустанно «ворочает» малые тела, передвигает их с одной орбиты на другую, гоняет с места на место до тех пор, пока не выбросит их прочь или не загонит на устойчивую орбиту. Например, безхвостая комета Отерма, открытая в 1942 году, попала в стаю астероидов. Она обращается вокруг Солнца среди астероидов и отличается от них только небольшой туманной оболочкой. Когда эта оболочка рассеется, – узнать где комета, а где астероиды будет невозможно.
Повидимому в стаю астероидов затесалось немало тех каменных глыб, которые раньше служили ядрами комет. Они растеряли свои хвосты и оболочки, утратили всякое отличие от астероидов и их зачислили в списки малых планет.
В межпланетном пространстве происходит непрерывный процесс «естественного отбора» комет. Удерживаются только «счастливцы», оказавшиеся на сравнительно устойчивых орбитах. Все остальные либо уходят, либо гибнут.
Постоянная перетасовка комет, астероидов, метеорных потоков и отдельных метеоритов приводит к тому, что некоторые из них становятся добычей планет.
Юпитер, повидимому, много лет гонял с места на место метеорный поток драконид и в конце концов направил его прямо на Землю. В 1933 году дракониды рассыпались на нашем небе нежданным звездным фейерверком.
Такие внезапные «подарки» Юпитера достаются Земле довольно часто. Причем не все метеориты сгорают в атмосфере. Часть их долетает до поверхности. Например, 2 октября 1933 года, рано утром, каменный дождь выпал возле села Старое Песьяное Курганской области, а 26 декабря того же года выпал самый обильный в нашей стране каменный дождь. Вокруг поселка Первомайского астроном Л. А. Кулик собрал 97 камней общим весом в 50 килограммов.
18 февраля 1948 года на территорию США обрушился поток камней. Было собрано свыше тысячи каменных метеоритов. Самый большой из них весил 597 килограммов.
Это была, повидимому, очень маленькая кометка, которая петляла в пространстве до тех пор, пока не столкнулась с Землей.
Космические «подарки» безусловно получают и другие планеты.
Однако планетам достаются только крохи межпланетного вещества. Планеты земной группы – в сущности тоже небольшие тела – плохие мишени для космической бомбардировки. Кометки, астероиды, метеориты сравнительно редко сталкиваются с планетами. Гораздо чаще они сталкиваются между собой. В той толчее, которую устраивает Юпитер в многомиллиардной толпе малых тел, подобные происшествия происходят очень часто.
Астрономам приходится наблюдать последствия беспорядочного движения малых тел.
Русский астроном О. А. Баклунд доказал, что комета Энке иногда замедляет свое движение так, как будто натыкается на какое-то препятствие. И, действительно, за последние 50 лет три или четыре раза что-то резко тормозило бег кометы.
Баклунд объяснил это столкновением кометы с метеорными потоками.
Нередко астрономам случается наблюдать неожиданные вспышки комет. Яркость комет резко возрастает, так, как будто в ее ядре происходят сильные взрывы.
Крупный знаток комет С. В. Орлов объясняет это столкновениями ядер комет с метеоритами и астероидами.
Удар двух тел, летевших навстречу друг другу со скоростью свыше 4 километров в секунду, обязательно сопровождается сильным взрывом. Каменные глыбы в ядре кометы крошатся, образуется огромное количество пыли. Освобождаются газы, заключенные в веществе кометы, и с Земли видно, – голова кометы вспыхивает.
Астероиды и метеориты постоянно сталкиваются друг с другом. В результате эти малые тела солнечной системы постепенно дробятся и измельчаются в пыль.
Судьба этой пыли исследована академиком В. Г. Фесенковым и уже известна нам. Солнечные лучи сразу же изгоняют мельчайшую пыль, а более крупные частички под влиянием лучистого торможения начинают приближаться к Солнцу, пополняя облако зодиакального света.
Солнечная система действует, подобно мельнице. Большие планеты подтягивают запасы метеоритного вещества. Оно измельчается в непрерывных столкновениях, осколки и пыль приближаются к Солнцу, испаряются, а остатки солнечный свет изгоняет в межзвездное пространство.
Итак, мы проследили последние страницы из биографии тел малой массы. Кометы и астероиды, метеорные потоки и отдельные метеориты постепенно дробятся, вся мелочь приближается к Солнцу и находит свою гибель либо возле солнечной поверхности, либо падает на планеты.
Это конец их биографии, а где же ее начало?
Советские ученые знают, что подлинно-научный диалектический метод познания учит рассматривать «…природу не как состояние покоя и неподвижности, застоя и неизменяемости, а как состояние непрерывного движения и изменения, непрерывного обновления и развития, где всегда что-то возникает и развивается, что-то разрушается и отживает свой век».[17]17
И. Сталин. Вопросы ленинизма, стр. 537.
[Закрыть]
Где же и как возникают кометы и астероиды – родоначальники метеоритов, метеорных потоков и облака зодиакального света?
Тщетные поиски
Астрономы в шутку говорят, что гипотез о происхождении комет создано учеными примерно столько же, сколько существует комет. Действительно, этих гипотез очень много, перечислить их нет никакой возможности.
Характерной особенностью всех прошлых и современных гипотез о происхождении комет является то, что возражений против каждой из них находится больше, чем фактов в их пользу.
Ученые, вырабатывавшие эти гипотезы, разделяются на два противоположных лагеря.
Одни из них утверждают, что кометы – чужестранцы. Они только гости, прибывшие в солнечную систему из межзвездного пространства и нашедшие у нас приют.
Другие говорят: кометы – уроженцы солнечной системы, они ее коренные жители, которые здесь родились, здесь и погибнут.
Спор о кометах, домочадцах и чужестранцах, длится почти полтораста лет.
Казалось бы, решить его нетрудно, – надо определить форму кометных орбит или скорость движения комет, и все станет ясно.
Каждое тело – все равно метеорит, комета или космический корабль, – которое находится в 150 миллионах километров от Солнца и мчится со скоростью свыше 42 километров в секунду, не может удержаться возле Солнца. Оно неминуемо должно удалиться в межзвездное пространство. 42 километра в секунду – это скорость на расстоянии Земли, освобождающая от оков солнечного тяготения.
Если кометы движутся по замкнутым кривым – эллипсам – и проходят мимо Земли со скоростью меньше 42 километров в секунду, – они наши.
Если кометы движутся по разомкнутым кривым – гиперболам – и проходят мимо Земли со скоростью выше 42 километров в секунду, – они чужаки.
Ученые уже сотни раз определяли пути комет в пространстве и скорости их движения.
Но беда-то вся в том, что кометы становятся видимыми только, когда они приближаются к Земле. Только одна исключительно яркая комета виднелась на расстоянии миллиарда километров от Солнца. Обычно их путь удается проследить на расстоянии в 300–400 миллионов километров.
На столь маленьком участке удлиненный эллипс почти ничем не отличается от гиперболы. Видимый астрономами отрезок пути кометы похож и на удлиненный эллипс и на гиперболу.
Измерение скорости движения комет тоже не дает желаемого результата. Скорость получается либо чуть больше 42 километров в секунду, либо чуть меньше. Пустяковая разница может получиться в результате неизбежных ошибок при измерениях.
До 1910 года астрономы сумели вычислить орбиты 400 комет. Из них только 20 имели орбиты, похожие на гиперболы. Но ученые, производившие вычисления орбит, не уверены в безукоризненной точности своих расчетов.
Комета Галлея в течение 2200 лет 26 раз возвращалась к Солнцу. В последний раз она была видна в 1910 году, следующее ее возвращение ожидается в 1984 году.
После 1900 года, когда были применены более надежные способы исследования, астрономы определили орбиты 111 новых комет. Из них только 15 как будто бы двигались по гиперболическим орбитам, но опять-таки наглядной, убедительной разницы не получилось.
Будь кометы поярче, телескопы посильнее, спорный вопрос был бы давно решен. Но пока этого нет.
Поэтому астрономы склонны думать, что подавляющее большинство комет – уроженцы солнечной системы.
Конечно, некоторые из новых комет могут быть чужаками. Ведь случается, что наша солнечная система теряет свои кометы. Очевидно, то же самое происходит и в других солнечных системах. Кометы, наши и чужие, могут странствовать в межзвездном пространстве. Следовательно, возможен обмен кометами между солнечными системами. Мы теряем свои, к нам залетают чужие. Но это не решает вопроса об их происхождении. Так или иначе, они зарождаются в солнечных системах и их родину надо искать где-то здесь, поблизости, – на планетах или между планетами.
Где же они могут возникать?
Еще одна неудача
Ученые по-разному объясняют происхождение комет.
Рассмотрим наиболее серьезные из современных гипотез.
О. Ю. Шмидт предполагал, что кометы и астероиды так же, как и планеты, образовались из первоначального роя частиц, захваченных Солнцем. Кометы и астероиды – это неудавшиеся зародыши планет, это те сгустки пылевой материи, которые возникли позже всех. Им не хватило вещества, и они остались на своих сильно удлиненных орбитах. Тяготение сформировавшихся планет помешало дальнейшему росту сгустков и повело к их постепенному распаду.
Основная масса комет располагается в дальних областях солнечной системы, в огромных пространствах, разделяющих орбиты больших планет. Они обращаются вокруг Солнца, не пересекая орбиту Юпитера и оставаясь совершенно невидимыми для наблюдателей с Земли.
Удаляясь от Солнца, эти кометы уходят в сторону на сотни миллиардов километров и затрачивают на каждое обращение по нескольку тысячелетий.
Там, вдали от губительного влияния солнечною тяготения и солнечного тепла, кометы могут сохраняться очень долго. Возможно даже, что они подрастают, «заправляясь» по пути рассеянным в космическом пространстве веществом.
Удалившись от Солнца, кометы попадают под влияние тяготения ближайших звезд. Это немного изменяет их орбиты, и, возвращаясь назад, они уже могут пройти вблизи больших планет.
В результате кометы либо совсем уходят из солнечной системы, либо оказываются пойманными великаном Юпитером. Он втягивает их внутрь своей орбиты. Кометы становятся доступными для наблюдения.
Здесь, возле Солнца, начинается постепенный распад комет, но на место погибших, непрерывно поступает пополнение из резерва.
Астрономы видят, что все новые долгопериодические кометы приходят из-за орбиты Юпитера, из дальних областей солнечной системы.
Это уже остатки некогда многочисленного полчища комет, кружившихся возле Солнца.
Возможно также, что солнечная система несколько раз проходила через облака космической пыли. Наш запас комет пополнялся, а кометы, существовавшие ранее, «заправлялись» новыми порциями пылевого вещества. Мы видим сейчас не только кометы древнего происхождения, но и более молодые – «из последнего улова».
Эта гипотеза, несмотря на свою правдоподобность, встречает много возражений.
В клубках первоначальных частиц и каменная и металлическая пыль и вообще все вещества должны быть перемешаны.
Действительно, среди каменных метеоритов встречаются образцы, состоящие из беспорядочной смеси металлической пыли и множества раздробленных измельченных минералов. Но каким же образом могли возникнуть такие металлические глыбы, как «Палласово железо», как метеорит Гоба-Вест?
Гипотеза образования комет и астероидов из сгустков космической пыли не может объяснить разделения метеоритов на железные, каменные и каменно-железные.
Клубки первоначальных частиц должны оставаться холодными – сохранять температуру межзвездного пространства. Но почему же большинство метеоритов состоит из веществ, которые явно находились в расплавленном или очень горячем состоянии?
Объяснить это приближением комет к Солнцу не удается. Из тысячи комет, какие наблюдали астрономы, только шесть или семь подходили к солнечной поверхности на расстояние в 500 тысяч километров. Вещество в ядрах этих комет действительно могло расплавиться от жара солнечных лучей. Но ведь таких комет ничтожное меньшинство. Остальные держатся в пределах орбиты Венеры. А на таком расстоянии Солнце не может расплавить даже олова.
Гипотеза Шмидта не объясняет, где и каким образом было расплавлено вещество метеоритов.
Клубки первоначальных частиц, очевидно, должны иметь округлую, шарообразную форму. Почему же все метеориты без исключения – осколки или обломки с неровными, рваными краями? Астероиды – тоже глыбы неправильной формы, а не шарики.
И на этот вопрос нет ответа.
Почему, наконец, возраст метеоритов совпадает с возрастом Земли? Они должны быть гораздо старше планет!
Гипотеза Шмидта не выдерживает тяжести предъявленных возражений и ни на один из поставленных вопросов не дает вразумительных ответов. Кометы не могли образоваться одновременно с планетами, и возникли они не из облака космической пыли.
О. Ю. Шмидт отказался от этой части своей гипотезы.
Кометы – светила недолговечные
Ученые уже давно обратили внимание, что кометы при каждом обращении вокруг Солнца уменьшают свой блеск, укорачивают хвосты. А некоторые короткопериодические кометы стали вовсе бесхвостыми.
Можно предположить, что нынешние маленькие и тусклые кометы были когда-то большими и яркими, а бесхвостые – хвостатыми. Но почему же их никто раньше не видел? Очевидно, маленькие кометы родились, примерно, такими, какими их увидели астрономы в первый раз.
А если это так, то кометы – светила очень недолговечные, они безусловно образовались не в глубокой древности, а совсем недавно – незадолго перед тем, как их заметили астрономы. И едва родившись, начали распадаться.
Это рассуждение неизбежно приводит к мысли – кометы возникают и в наши дни. Может быть даже сегодня, сейчас, где-то формируется комета, которую через несколько лет или через несколько месяцев увидят астрономы.
Так оно, повидимому, и есть – недолговечные светила не могут быть стариками. Они поневоле молоды.
Учеными установлена несомненная связь комет с большими планетами. Юпитер обладает семейством из 50 комет. Сатурну принадлежит 6 комет. В семействе Урана состоят 4 кометы, а у Нептуна их 9.
Астрономы предположили, что распределение комет по семействам объясняется не только влиянием тяготения больших планет. Попросту – «яблочко от яблони недалече падает». Кометы держатся поблизости от места своего рождения, они не пленники больших планет, а их дочери.
Так возникла новая гипотеза: кометы выброшены в пространство мощными вулканическими извержениями или особо-сильными взрывами на поверхности больших планет. Из кратеров вулканов на Юпитере и Сатурне вылетают клубы пепла, капли расплавленной лавы, куски металлов, обломки камней, пропитанные газами. Все это плотным сгустком пробивает атмосферу планеты и под названием кометы носится в межпланетном пространстве. Газы, из которых образуются хвосты комет по своему составу очень похожи на газы атмосфер больших планет.
Гипотезу вулканического происхождения комет выдвинул в XVIII веке французский математик Лагранж. В настоящее время ее энергично отстаивает киевский астроном С. К. Всехсвятский.
Против этой гипотезы также имеются серьезные возражения.
Сила тяжести на поверхности больших планет очень велика, а атмосферы толсты и плотны. Вулканическое извержение на Юпитере должно «выстрелить» кометой с такой силой, чтобы она могла пробить мощную атмосферу планеты и вылететь в межпланетное пространство со скоростью 60 километров в секунду. При меньшей скорости изверженное вещество неминуемо упадет обратно на планету.
Очевидно, что столь грандиозные извержения или взрывы должны быть видны с Земли. Но до сих пор никто и никогда не замечал на поверхности Юпитера даже признаков таких извержений.
Наиболее правдоподобное объяснение
Но откуда же берутся кометы? Нет сомнения, что кометы недолговечны, повидимому, они возникают и в наши дни. Но как это происходит?
Ученые обратили внимание на несомненное родство между кометами и астероидами. Орбиты комет и астероидов сходны, есть кометы, движущиеся по округленным орбитам, есть и астероиды на кометных орбитах.
Остается последняя гипотеза. Она выдвинута московским астрономом, и директором Государственного астрономического института имени Штернберга – С. В. Орловым: кометы рождаются при столкновениях между астероидами.
По подсчетам С. В. Орлова, в поясе малых планет кружатся примерно 250 миллиардов мелких и крупных астероидов. Юпитер непрерывно перетасовывает их орбиты. Это влечет за собой неизбежные столкновения. Между 250 миллиардами астероидов безусловно может случиться несколько десятков столкновений в год.
Если бы звуки могли распространяться в межпланетном пространстве, то до Земли доносился бы почти непрерывный и оглушительный грохот и треск сталкивающихся и ломающихся астероидов.
Скорости астероидов разнятся друг от друга не очень резко. Лобовые столкновения также не могут быть частыми. Взаимные удары получаются не сильными.
Насквозь промерзшие каменные астероиды хрупки. От сотрясения они разваливаются, но не все осколки столкнувшихся планеток разлетаются в стороны: какая-то часть отлетает прочь и рассеивается, а остальное – в виде рыхлого роя обломков, камешков, песчинок, пыли – летит все вместе по какой-то новой орбите.
Обломки продолжают сталкиваться между собой и крошатся. Из раздробленных камней начинают выделяться газы.
Рой обломков приближается к Солнцу. Солнечные лучи разогревают каменисто-песчаную тучу, газы испаряются. У роя камней образуется хвост, и мы видим появление новой кометы.
Гипотеза С. В. Орлова удачно объясняет многие факты, наблюдаемые учеными.
Например, большинство комет – светила слабые, видимые только в телескоп. Так и должно быть. Крупных астероидов мало. Поэтому яркие массивные кометы образуются редко.
Орбита Сихотэ-алиньского метеорита до его столкновения с Землей.
Астероиды могут ударяться друг о друга с различной силой. Сравнительно слабые толчки порождают комету. Сильные удары заставляют обломки разлетаться в стороны, и тогда возникает не комета, а метеорный поток. Очевидно, что метеорных потоков должно быть гораздо больше, чем комет, потому что они образуются не только из комет.
И, действительно, ученые насчитали около 1200 метеорных потоков. Из них только 15–20 удается отождествить с уже известными кометами.
Конечно, некоторые метеорные потоки остались после комет, развалившихся еще до начала астрономических наблюдений на Земле. Но среди них есть также потоки, которые никогда не были кометами.
Установлено, что метеориты, доставленные метеорными потоками и кометами, по большей части каменные, а не железные. И это понятно. Железные астероиды прочнее. Столкнувшись, они раскалываются сравнительно редко, чаще же отскакивают друг от друга, как биллиардные шары.
Кометы и метеорные потоки образуются преимущественно из каменных астероидов. Железные же астероиды путешествуют в пространстве более крупными кусками, чем каменные. Поэтому самые большие метеориты, упавшие на Землю, – железные. Если не считать тысячетонные махины Сихотэ-алиньского метеорита, разбившегося при падении, и Аризонского метеорита, зарывшегося в Каньоне Дьявола, то первенство остается за метеоритом Гоба-Вест—60 тонн. За ним следует Анихито – 33,2 тонны; Бакубирито – 27 тонн; Африканский – 26 тонн; «Серебряный верблюд» – 20 тонн и т. д.
Среди каменных таких великанов нет. Самый большой каменный метеорит Лонг-айленд весил только 564 килограмма, но и он разбился при падении. За ним следует Парагоулд – 372 килограмма, Оханск – 300 килограммов, Княгиня – 293 килограмма, Кашин– 120 килограммов и т. д.
Астероиды Эрот, Амур и Гермес по сравнению с Эльбрусом.
Все это подтверждает гипотезу С. В. Орлова о происхождении комет из астероидов.
Возможно также, что многие кометы образуются и приходят к нам из второго – внешнего пояса астероидов, который, как предполагают академик В. Г. Фесенков и В. А. Крат, находится за орбитой Нептуна.
Гипотезу С. В. Орлова признали многие ученые – кометы рождены астероидами.
Но откуда взялись и как образовались астероиды?
