Внуки Солнца - страница 13

Наблюдаются соизмеримости и в системах спутников планет. Прекрасная иллюстрация — четыре галилеевых спутника Юпитера: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Со времени их первого наблюдения Галилеем в 1610 году эти спутники уже более 370 лет находятся «под контролем» астрономов. За это время спутники совершили почти 100 тысяч оборотов вокруг Юпитера, не нарушив своих соизмеримостей.

Однако вернемся к поясу астероидов. Помните, с чего все началось? С правила Тициуса — Воде, с поиска недостающей планеты, с обнаружения Цереры и тысяч крупных и мелких астероидов. И уже на заре всех этих событий ученых интересовал вопрос, как же образовался этот поразительный «шлейф» малых планет. Если заглянуть в табл. 1, то видно, что правило Тициуса — Боде говорит нам о том, что пятая планета должна была бы находиться на расстоянии 2,8 а. е. от Солнца. Так может быть, такая планета действительно существовала? Не тысячи и миллионы мелких астероидов, а одна большая, нормальная планета?

Но почему ее нет сейчас? Возможно, произошла чудовищная космическая катастрофа, в результате которой пятая по счету планета погибла, взорвалась, распалась, и лишь бесконечное множество ее осколков остались немыми свидетелями страшной трагедии.

Впрочем, немыми ли? Да ни в коем случае! Пояс астероидов — это уникальная подсказка природы, помогающая подобрать ключи к решению проблемы о механизме образования планет.

Еще известный немецкий астроном и врач Генрих Ольберс, открывший Палладу и Весту, высказал гипотезу о существовании когда-то планеты. От чудовищного внутреннего или внешнего удара планета взорвалась, породив тучи астероидов и космической пыли.

По греческой мифологии сын бога солнца Гелиоса Фаэтон вывел без спроса золотую колесницу своего отца, запряженную парой огнедышащих коней, и устроил шумные катанья. Носясь с бешеной скоростью, олимпийский лихач не справился с управлением на каком-то небесном вираже и разбился вдребезги вместе с дорогой колесницей и чудо-рысаками. Именно поэтому гипотетическая планета названа Фаэтоном.

Сто пятьдесят лет гипотеза Ольберса о Фаэтоне будоражила умы людей. Возможно, и вам симпатична мысль о том, что некогда существовала пятая планета, которую постигла такая необычная участь. Однако не будем спешить.

Мы уже знаем, что определенные группы астероидов имеют сходные орбиты. Логично предположить, что если астероиды возникли в результате разрушения планеты при столкновении или при взрыве, то их орбиты должны были бы пересекаться в той точке пространства, в которой произошла катастрофа. Ведь именно из этой точки веером или параллельным потоком устремились продукты распада в самостоятельный путь вокруг Солнца. Однако такой точки в поясе астероидов не существует.

Вот досада! Но не надо отчаиваться. Не исключено, что могучий Юпитер растрепал остатки планеты до такой степени, что орбиты потеряли свой первоначальный вид. Но даже если это так, сторонникам Фаэтона придется преодолеть еще немало порогов и подводных камней. Мы вернемся к этой проблеме после того, как обсудим некоторые нюансы внутреннего «общежития» в поясе астероидов.

В процессе этого общежития происходят взаимные столкновения малых планет, в результате которых оба столкнувшихся тела дробятся на более мелкие осколки. Путем несложных рассуждений мы убедимся, что с течением времени частота взаимных столкновений возрастает.

Если в поясе астероидов движутся два тела с радиусами R_>1и R_>2, то вероятность их взаимного столкновения пропорциопальна сумме их поперечных сечений: πR_>1^>2 + πR_>2^>2. Пусть после столкновения каждый из астероидов раздробился на 8 одинаковых осколков. Обозначим радиусы образовавшихся осколков через r_>1и r_>2. Запишем условия равенства объемов первоначальных тел и образовавшихся осколков:

откуда получим

Вероятность дальнейшего столкновения между любыми двумя из образовавшихся 16 осколков пропорциональна сумме всех их поперечных сечений:

Вы видите, что эта величина в два раза больше, чем сумма поперечных сечений двух первоначальных астероидов, т. е. частота столкновений возросла. Можете себе представить, какие разрушительные процессы протекают в поясе астероидов. По образному выражению немецкого астрофизика А. Унзольда, «пояс астероидов — это каменоломня Солнечной системы!»