Книга: 100 великих тайн Вселенной

Колыбель астероидов

Колыбель астероидов

Выше мы уже отмечали, что к концу XVIII века астрономам было известно семь планет. О шести из них — Меркурии, Венере, Земле, Марсе, Юпитере и Сатурне — знали уже древние исследователи небес. Седьмую в 1781 году открыл английский ученый Уильям Гершель: назвал он ее Ураном.

К этому времени, используя законы небесной механики, ученые уже достаточно точно определили периоды обращения планет, а также размеры их орбит.

Так вот, если начертить траектории движения планет, то можно заметить, что расстояния планет от Солнца возрастают приблизительно в геометрической прогрессии. По именам немецких ученых, обнаруживших эту закономерность, ее назвали правилом Тициуса — Боде.

Но в этой закономерности просматривалась необъяснимая «неточность», суть которой сводилась к тому, что между Марсом и Юпитером имелось «пустое место», которое по логике должна была занимать планета, соответствующая пятому члену ряда. То есть реальность противоречила математическим выводам. И астрономы более трех десятилетий с досадой и надеждой взирали на эту неувязку.

И вот наконец-то судьба все же смилостивилась над исследователями Вселенной: в первый день нового, XIX, столетия состоялось долгожданное открытие. А происходило все следующим образом.

В ночь на 1 января 1801 года итальянский астроном Джузеппе Пиацци занимался составлением каталога звезд в созвездии Близнецов. И вдруг, к своему немалому изумлению, он наткнулся на слабую звездочку примерно 7-й величины, которая на звездных картах отсутствовала.

Прошло всего несколько дней, и странная звезда опять удивила ученого: на сей раз он заметил, что она движется, к тому же точно так, как, согласно расчетам, должна перемещаться по небу планета, расположенная дальше Марса.

Итальянский астроном Джузеппе Пиацци, открывший астероид Церера

Но вскоре удача отвернулась от Пиацци: сначала он заболел, потом помешали работе неблагоприятные условия наблюдений. В конце концов едва заметный небесный объект затерялся среди множества других звезд…

Спустя какое-то время об открытии итальянца узнал молодой немецкий математик Карл Фридрих Гаусс, разработавший новый метод, с помощью которого можно было по немногим наблюдениям не только рассчитать точную орбиту небесного тела, но и вычислить его положение в будущем. И уже через год, благодаря методам Гаусса, утерянная планета снова была обнаружена, причем в заранее рассчитанном месте. По предложению Пиацци открытое небесное тело по имени древнеримской богини плодородия, а также покровительницы Сицилии назвали Церерой.

Вдохновленные неожиданным открытием, европейские астрономы с еще большим вниманием стали наблюдать за перемещениями Цереры в космическом пространстве. И не зря: в марте 1802 года вблизи нее они обнаружили еще одну такую же маленькую планету. Она получила имя древнегреческой богини Афины Паллады.

Самым же удивительным во вновь открытых планетах оказалось то, что их среднее расстояние от Солнца практически совпадало и составило 2,8 астрономической единицы (около 420 миллионов километров).

Именно на таком расстоянии согласно правилу Тициуса — Боде и должна была находиться пятая планета.

А дальше открытия посыпались словно из рога изобилия. В 1804 году ученые зафиксировали третью представительницу нового семейства небесных тел, назвав ее Юноной. А в 1807 году была открыта четвертая — Веста. Все они оказались столь маленькими, что даже при увеличениях во много тысяч раз выглядели едва видимыми звездочками, у которых отсутствовал диск. По этой причине знаменитый английский астроном Уильям Гершель предложил новые планеты называть астероидами, то есть «звездоподобными».

Прогресс в науке и технике позволил со временем усовершенствовать телескопы и сконструировать фотокамеры. Благодаря этим изобретениям количество новых астероидов стало исчисляться не десятками, а сотнями. К 1880 году их было открыто около 200, к 1890 — свыше 300. В 1923 году астрономы занесли в каталоги тысячный астероид, а в 1980 году их насчитывалось 2500. Открытия малых планет продолжаются и до настоящего времени, причем лавинообразно. По крайней мере, согласно некоторым оценкам, теперь их число превышает 70 000. Причем пока открыты лишь самые крупные астероиды. Более мелких, как считают ученые, еще не один миллион.

Кстати, о названиях малых планет. Сначала им давали имена древнегреческих и древнеримских богов и героев. Когда этот список был исчерпан, в ход пошли женские имена. Но вскоре не стало хватать и женских имен.

Поэтому теперь планетам просто присваивают номер в банке данных, за которым следит специальная комиссия Международного астрономического союза. Так, в качестве примера можно назвать следующие астероиды: 2 Паллада, 224 Океана, 265 Анна…

В 1930 году астрономы открыли Плутон, который располагался за планетой Нептун. С того времени установилось твердое убеждение, что Солнечная система состоит из девяти планет, их спутников, астероидов и комет.

И тем не менее некоторые астрономы высказывали гипотетические предположения, что такой взгляд на Солнечную систему не совсем верен.

Наконец, в 1949 году астрономы Кеннет Эджворт и Джерард Койпер выдвинули версию, что за орбитами Нептуна и Плутона, примерно на расстоянии 35–50 астрономических единиц от Солнца, должно находиться скопление различных небесных тел. Не исключено, считали ученые, что именно с этого места и прилетают кометы и астероиды. Но вплоть до 1978 года эта идея так и оставалась гипотезой: ни одного объекта, кроме спутника Плутона — Харона, в поясе Койпера (так ученые назвали эту зону космического пространства) обнаружить не удалось.

А первый объект, входящий в пояс Койпера, астрономы обнаружили лишь 30 августа 1992 года. Тогда объект обозначили как 1992 QB1. Теперь же он имеет и свой номер — 15760. Он находится на расстоянии около 50 а. е. от Солнца; его диаметр 280 километров.

Но это была лишь первая ласточка в сонме последующих открытий. Действительно, в 1993 году пояс Койпера пополнился еще 5 объектами. А затем с каждым годом количество малых планет, расположенных за орбитой Нептуна, стало расти с фантастической быстротой: в 1994 году были открыты еще 12 планет, в 1995 году — 15, в 1996 году — 14, в 1997 году — 18, в 1998 году — 41. В дальнейшем интенсивность обнаружения объектов в поясе Койпера еще более возросла. Так, в 1999 году были найдены 125 объектов, а в 2000 году — 135.

В настоящее время в поясе Койпера обнаружено свыше 70 тысяч объектов диаметром более 100 километров. Самые крупные из них: Седна, Квазар, Иксион, Хаос, Варуна.

Астрономы не исключают, что в поясе Койпера могут быть открыты и планеты размером с Меркурий, и даже с Землю. Но и те объекты, которые уже обнаружены, представляют не просто бесформенные образования вроде скал, а имеют сферическую форму с метановым льдом на поверхности.

Как же образовался этот космический «заповедник» из различных объектов? На этот счет пока существуют лишь гипотезы. Так, было высказано предположение, что все тела в поясе Койпера сначала находились намного ближе к Солнцу, но затем планетами-гигантами были отброшены на задворки Солнечной системы.

Как же это происходило? Сказать сложно. Но известно одно: чтобы выбрасывать за орбиту Нептуна десятки тел размером по меньшей мере с Плутон, должны были быть задействованы невероятно огромные силы. Что это за силы, опять же, неизвестно.

Что же касается Плутона, то если раньше он был самой маленькой планетой Солнечной системы, то теперь он стал самым большим представителем небесных тел в поясе Койпера.

Кроме Плутона, в этом сообществе выделяются еще два объекта: Ксена — самое крупное тело после Плутона и Санта, обладающая самым быстрым вращением.

Есть в поясе Койпера еще не менее любопытные объекты: это спутники, которых здесь довольно много. А открытие двойных или, возможно, квазидвойных объектов вызвало среди астрономов настоящую сенсацию. Более того, исследования с помощью телескопа «Хаббл» и наземного инструментария показали, что нередко спутники по своим размерам не меньше самих центральных объектов.

Была даже предложена модель формирования подобных двойных систем, согласно которой крупные спутники образуются в результате столкновения родительского объекта с крупным объектом. Подобная модель вполне удовлетворительно объясняет формирование двойных астероидов, например Плутон — Харон. Кроме того, ею также можно объяснить процесс формирования системы Земля — Луна.

Но на этом сюрпризы с небесными телами не завершились. Оказывается, вокруг одной из самых близких к Солнцу звезд — Эпсилон Эридана, тоже находятся два астероидных пояса. Этот факт зафиксировали американские астрономы.

Первый из них расположен на таком же расстоянии от звезды, как и пояс астероидов в Солнечной системе. Расстояние между вторым поясом и звездой больше: как от планеты Уран до Солнца. При этом масса первого пояса около 1/20 массы Луны, второго — больше: приблизительно одна масса Луны.

Впрочем, Эпсилон Эридан двумя поясами не ограничилась. У нее, оказывается, есть еще и третий, открытый еще в 1998 году. Это самый большой пояс звезды. И аналогичен он поясу Койпера.