Немезида: таинственный попутчик Солнца

В прошлом веке ряд астрономов, изучая небесные светила главной последовательности, установили любопытный факт: оказалось, что в этом ряду преобладают двойные звезды. Опираясь на эту закономерность, ученые высказали предположения, что, поскольку Солнце является типичной звездой, то и оно должно относиться к двойным звездным системам. Так возникла гипотеза о Немезиде – гипотетическом спутнике Солнца, невидимого с Земли.

Следует также отметить, что с помощью гипотезы о существовании Немезиды ученые пытались объяснить периодичность массовой гибели огромного количества видов животных и растений на Земле.

Действительно, ископаемые останки живых организмов свидетельствуют, что время от времени на Земле случаются грандиозные катастрофы, приводящие к массовому вымиранию живых организмов. Причем происходят эти планетарные явления с удивительной периодичностью. Действительно, практически каждые 26–27 лет на Землю обрушивается своеобразная эпидемия, приводящая к массовому вымиранию живых организмов.

Гипотезу, с помощью которой можно было объяснить эти периодические процессы, в 1984 году предложила группа американских ученых во главе с Марком Дэвисом. Еще тогда ученые заявляли, что наше Солнце – это двойная звезда, которая имеет своего невидимого компаньона, который обращается вокруг него по вытянутой орбите на расстоянии около двух световых лет.

Когда эта незримая звезда приближается к Солнечной системе, она вынуждена пересечь облако Оорта – область, «заселенную» миллионами ядер комет. При появлении этой звезды в облаке происходят гравитационные возмущения, в результате которых во внутренние области Солнечной системы выбрасывается огромное количество комет. Часть из них обрушивается на Землю в виде настоящего кометного дождя, что в конечном итоге приводит к массовому вымиранию животных.

Немезида ждет своих исследователей

Однако долгое время эта гипотеза особым успехом в научных кругах не пользовалась. Но в начале нынешнего столетия американские физики Эдриан Мелот и Ричард Бэмбах снова стряхнули с нее архивную пыль. На основе данных о периодическом вымирании видов на Земле исследователи попытались реконструировать предполагаемую орбиту таинственной Немезиды.

Для начала ученые объединили в одно целое огромный массив информации о периодических вымираниях живых организмов за последние 500 миллионов лет. То есть они исследовали вдвое больший период времени, чем их предшественники. На основании этих данных ученые еще раз, причем с высокой долей вероятности, подтвердили, что катастрофы происходят регулярно через 27 миллионов лет.

На первый взгляд периодические встречи с «темной звездой» отлично объясняют эту цикличность.

Однако именно эта регулярность, считают ученые, делает гипотезу об убийственной роли Немезиды несостоятельной. Дело в том, что движение этой невидимой звезды неминуемо сопровождалось бы искажением ее орбиты под влиянием гравитации ближайших звезд, и случаи вымирания вряд ли происходили бы с такой точной периодичностью.

Вообще же, согласно проведенным расчетам, вес Немезиды в 10 раз меньше массы Солнца, то есть в 30 000 раз превышает массу Земли. Вокруг Солнечной системы она обращается за 999,5 года, при этом скорость ее движения составляет 2,5 километра в секунду.

А обнаружить эту звезду с помощью телескопов не могут потому, что она давно потухла и превратилась в сверхплотный нейтронный карлик диаметром 40 километров. Косвенным же подтверждением существования Немезиды является движение недавно открытого планетоида Седны. И вполне вероятно, что именно это небесное тело в скором будущем предоставит определенные свидетельства в пользу существования загадочной Немезиды.

Один из исследователей – профессор планетной астрономии в Калифорнийском технологическом институте Майкл Браун – сделал следующие выводы относительно планетоида Седны. «Она просто не может находиться там, где она есть, – заявил ученый. – Нет никакой видимой силы, которая могла бы поместить планетоид на такую орбиту. Седна, несмотря на свою эксцентрическую орбиту, все же не приближается в перигелии достаточно близко к Солнцу, чтобы ощутить его гравитационное воздействие, и не удаляется слишком далеко в афелии, чтобы попасть под влияние других звезд. Очень трудно объяснить такое положение Седны, если, конечно, она не сформировалась именно там, где она сейчас находится. Мне кажется, – продолжает ученый, – что орбита Седны сформировалась на ранних стадиях образования Солнечной системы. Звезды галактики тогда находились намного ближе друг к другу. Возможно, эти звезды оказали воздействие на планетоид с внешней стороны его орбиты, а затем удалились на значительное расстояние. Поэтому я считаю Седну реликтом, своего рода “ископаемой окаменелостью”, по которой можно изучать самую раннюю историю Солнечной системы».

Однако с ним по ряду принципиальных положений не соглашается астрофизик Уолтер Краттенден. В частности, он отмечает, что орбита Седны хоть и весьма необычна, тем не менее орбитальный период в 12 тысяч лет находится в полном соответствии с предполагаемой периодичностью движения звезды – спутника Солнца. А это значит, что орбита Седны отражает текущую конфигурацию Солнечной системы, а не только ее историю.

Краттенден считает маловероятным, что Седна могла сохранять столь вытянутую орбиту с момента образования Солнечной системы до наших дней, то есть в течение нескольких миллиардов лет, поскольку эксцентриситет обычно уменьшается с течением времени. Скорее всего поведение планетоида свидетельствует о действии каких‑то неизвестных сил в Солнечной системе. Наиболее вероятной из таких сил является гравитационное притяжение темного спутника Солнца.

Итак, поиск таинственной Немезиды продолжается. И хотя теоретические данные говорят в пользу ее существования, наблюдений, которые полностью подтвердили бы факт присутствия Немезиды во вселенских просторах, пока нет. Хотя, как считают некоторые ученые, она вполне может давно присутствовать в звездных каталогах, однако распознать в ней спутницу Солнца тяжело. И прежде всего потому, что движется она вместе с Солнцем, и скорость ее перемещения по небу будет очень невелика. Но именно по быстрому движению слабых объектов астрономы и ищут наших ближайших звездных соседей.

Глава 10. Парад планет

Тайны рождения планет

Солнечная система состоит, как известно, из одной звезды – Солнца, восьми планет и ряда менее значительных тел, таких, как спутники планет. Все в ней определяется Солнцем, которое является самым массивным телом и единственным, обладающим собственным свечением.

Остальные члены Солнечной системы светят отраженным солнечным светом и поэтому выглядят такими яркими на небе.

Планеты в свою очередь делятся на две хорошо различающиеся группы. В первую входят относительно небольшие планеты: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Все они имеют твердую поверхность и, по‑видимому, состоят из сходного по составу вещества.

Ко второй группе относятся планеты‑гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эти тела совершенно отличны от планет земной группы: они скорее газовые и жидкие, чем твердые, с очень плотными атмосферами. Их масса настолько велика, что они смогли удержать основную часть первоначального водорода. Плотности их очень низкие: а плотность вещества на Сатурне даже меньше плотности воды.

После небольшого путешествия по Солнечной системе, конечно, хотелось бы поближе познакомиться с ее представителями – планетами.

Общепринятой теории, в которой бы «по полочкам» были разложены все процессы и явления, приведшие к формированию планетных систем вокруг звезд, астрофизики пока еще не предложили. И, как в большинстве случаев, о событиях вселенского или галактического масштаба ученые имеют лишь научные гипотезы.

Э. Сведенборг считал, звезды возникли в результате вихревого движения вещества космической туманности

Самой долгоживущей и одновременно наиболее известной является небулярная гипотеза. В соответствии с ней Солнце и планеты возникли из вращающейся космической туманности, которая представляла собой сплошное газово‑пылевое облако. А так как латинское слово «nebula» означает – «туманность», то соответственно эта гипотеза получила название «небулярной». Возраст этой гипотезы ни много ни мало – более двух с половиной веков.

А родилась она в 1755 году, когда в Кенигсберге была напечатана и вышла в свет книга «Всеобщая естественная история и теория неба». Ее автором был выпускник Кенигсбергского университета Эммануил Кант.

Впрочем, за шесть лет до «Всеобщей истории…» Канта, точнее в 1749 году, в печати появилась книга знаменитого шведского писателя‑мистика Эмануэля Сведенборга (1688–1772). В ней он изложил гипотезу, по его словам, рассказанную ему ангелами, в соответствии с которой звезды возникли в результате вихревого движения вещества космической туманности.

Книга, в которой излагалась эта гипотеза, была не из дешевых, поэтому купили ее лишь три частных лица. И одним из них был Кант.

В связи с этим событием и появилось предположение, что идею происхождения планет из пылевого облака будущий великий философ почерпнул из книги Сведенборга.

И хотя книгой Канта никто не заинтересовался и практически весь ее тираж был отправлен в макулатуру, тем не менее гипотеза Канта о возникновении планет из пылевого облака – первоначального Хаоса – выдержала испытание временем и в последующие десятилетия служила достаточно надежным фундаментом для многих теоретических построений.

Через сорок с лишним лет, в 1796 году, гипотезу, во многом похожую на кантовскую, выдвинул французский математик и астроном Пьер‑Симон Лаплас. Но, в отличие от Канта, он дал ей еще и четкое математическое обоснование.

По именам двух ее создателей это теоретическое построение, объясняющее основные механизмы происхождения Солнечной системы, получило название гипотезы Канта – Лапласа.

Если учитывать, сколь скудными были знания ученых о Вселенной в то время и как много известно о ней теперь, понятно, что и представления о газово‑пылевом зарождении Солнца и планет во многом изменились в соответствии с новыми сведениями о свойствах и строении материи.

Современные астрофизики считают, что процессы, положившие начало формированию Солнечной системы, начались около 10 миллиардов лет назад. Продукт, ставший основой для образования Солнца и окружающих его планет, на три четверти состоял из водорода и на одну четверть – из гелия. Остальных же элементов в этом химическом бульоне было ничтожно мало.

Образовавшееся облако постоянно вращалось и одновременно, под действием сил гравитации постепенно сжималось. Со временем в его центре сконцентрировалась практически вся масса вещества, которая продолжала постепенно уплотняться. И продолжался этот процесс до тех пор, пока плотность внутри «ядра» не достигла необходимой для запуска термоядерных реакций величины. В результате этих реакций началось выделение огромного количества тепла и света, что и привело к появлению звезды, имя которой Солнце.

Когда вспыхнуло Солнце, остатки газово‑пылевого облака, словно хоровод вокруг новогодней елки, стали вращаться вокруг него, постепенно приобретая форму плоского диска. В нем, опять же, со временем стали появляться области с более высокой плотностью, которые за миллиарды лет в конце концов образовали планеты.

Причем первыми заявили о себе планеты, расположенные рядом с Солнцем. Они представляли собой сравнительно небольшие тела с высокой плотностью – железокаменные и каменные сферы, из которых впоследствии появились планеты земного типа. В более же отдаленных от Солнца областях сформировались планеты‑гиганты, состоящие в основном из газов.

Так в течение миллиардов лет пылевой диск, положивший начало Солнечной системе, перестал существовать, превратившись в планетную систему.

Но практически любое знание эволюционирует. Видимо, в соответствии с этим положением, и появилась несколько лет назад гипотеза академика А.А. Маракушева, согласно которой все планеты земного ряда в прошлом тоже были одеты в толстую газовую «шубу» и ничем не отличались от планет‑гигантов. Но постепенно вселенские ветры разнесли эти газы по окраинным областям Солнечной системы, оставив рядом с Солнцем лишь твердые ядра бывших планет‑гигантов, которые теперь являются планетами земного типа.

Эта гипотеза находит подтверждение в экзопланетах, которые тоже являются газовыми шарами, расположенными почти рядом со своими звездами. И, возможно, под действием высоких температур и вихрей звездного ветра они тоже сбросят свои газовые «шубы» и превратятся в такие же планеты, как Земля, Венера, Марс.

А вот астрофизик Сергей Ниякшин высказал гипотезу, которая привычные представления о происхождении планет, по сути, ставит с ног на голову. В модели этого ученого планеты формируются не в окрестностях Солнца, а, наоборот, на внушительном от него расстоянии – более 50 астрономических единиц, то есть в 50 раз дальше от светила, чем находится сегодняшняя Земля.

В этом случае влияние гравитации Солнца незначительно, поэтому протопланетный газопылевой диск за счет собственной гравитации начинает притягивать окружающий его газ и пылинки и начинает расти. В результате со временем появляются огромные и рыхлые структуры, которые становятся «зародышами планет». Со временем в этих образованиях более тяжелые элементы сдвигаются ближе к центру, формируя твердое ядро. Эти «зародыши» вращаются в одном направлении, поскольку и газопылевое облако, из которого они сформировались, тоже движется в этом направлении.

Увеличиваясь в размерах, твердое ядро «зародыша планеты» одновременно испытывает все большее торможение и по этой причине постепенно приближается к Солнцу. Когда же зародыш оказывается на неком конкретном расстоянии, то под действием приливных сил и солнечной радиации он начинает «освобождаться» от разреженной газовой оболочки, пока в конце концов вокруг него не останется лишь тонкий слой атмосферы, как, например, у Земли. Но вместе с оболочкой теряются и те твердые фрагменты, которые еще не успели упасть на поверхность рождающейся планеты.

Причем как рассчитал автор этой гипотезы, граница, где происходит эта потеря, почти в точности совпадает с радиусом Пояса астероидов. Следовательно, Ниякшин объясняет не только механизм появления и распределение планет в пределах Солнечной системы, но и выдвигает гипотезу происхождения самого Пояса астероидов.

Таким образом, в гипотезе Ниякшина газовые планеты‑гиганты вроде Юпитера – лишь «зародыши» каменистых планет земного типа.

Разобравшись с историей рождения планет, можно перейти и к каждой из них в отдельности. Начнем с Меркурия.

Date: 2015-11-15; view: 501; Нарушение авторских прав