Происхождение и развитие солнечной системы

Расположение некоторых меньших по размеру и массе спутников ближе к

планетам более крупных спутников можно объяснить и их более поздним

происхождением при переходе с околосолнечных орбит на околопланетные

орбиты. Тот факт, например, что Миранда имеет большее наклонение орбиты к

плоскости экватора Урана, чем другие, более крупные спутники, как будто бы

подтверждает это. Ведь возраст планеты или спутника тем меньше, чем больше

наклонение его орбиты к плоскости экватора центрального тела. Можно поэтому

предположить, что Миранда на орбиту Урана перешла с околосолнечной орбиты

позднее других спутников.

Если это так, то отсюда следует, что спутники, перешедшие на

околопланетные орбиты, могут осуществлять этот переход и таким образом, что

оказываются при этом на периферии планетно-спутниковой системы, и таким

образом, что могут оказаться впереди других, в том числе более крупных

спутников, и таким образом, что оказываются вблизи планеты.

Небесные тела при переходе с околосолнечной орбиты на околопланетную, по-

видимому, должны изменять направление своего обращения с прямого на

обратное. Если такое изменение направления обращения является обязательным

условием перехода с околосолнечной орбиты на околопланетные, то все

спутники, недавно перешедшие на орбиты планет, должны иметь обратное

направление обращения. К ним относятся Тритон, Феба и четыре маленьких

спутника Юпитера. Если это изменение направления обращения является

правилом, то многие из небольших спутников на периферии планетно-

спутниковых систем, которые будут обнаружены в будущем, должны иметь либо

обратное направление обращения, либо большое наклонение орбиты.

Тритон, с его обратным направлением обращения, вынуждает нас сделать

вывод, что перейти с орбиты вокруг Солнца на орбиту вокруг планеты могут и

самые маленькие тела Солнечной системы, и более крупные - метеорные тела и

кометы, астероиды и небольшие планеты. Переход большого небесного тела с

гиперболической орбиты на эллиптическую, по-видимому, невозможен, поскольку

оно приобретает при приближении к другому, гораздо более массивному телу,

большую скорость, погасить которую торможением в диффузной среде оно не

может. Переход же большого небесного тела с орбиты Солнца на орбиту планеты

при стечении благоприятных обстоятельств, в частности, в плотной газово-

пылевой среде, по-видимому, возможен. Это вовсе не значит, что спутники

перешли с околосолнечных орбит на орбиты вокруг планет с такой массой и

размерами, которые они имеют в настоящее время. Они, скорее всего, перешли

на околопланетные орбиты гораздо меньшими по размерам и массе, а потом уже

увеличились во время галактических зим как за счет диффузной материи, так и

за счет выпадения на их поверхность других, более мелких спутников и комет.

Если переход относительно крупных тел с околосолнечной орбиты на орбиту

вокруг планеты возможен, то это значит, что некоторые крупные спутники, как

и Тритон, могли произойти именно таким способом, в том числе и Луна,

которая, возможно, ранее обращалась вокруг Солнца по орбите, расположенной

между орбитами Земли и Марса. Относительное торможение Луны было в

несколько раз больше относительного торможения Земли, вследствие чего Луна,

подобно Церере, образовавшаяся, возможно, ранее в районе астероидного

пояса, слишком близко подошла к Земле и перешла на ее орбиту. При этом

Луна, по-видимому, изменила свое направление обращения на обратное, но

затем постепенно, на протяжении многих галактических зим, ее орбита

развернулась. Предположим, что Луна ранее была самостоятельной планетой,

расположенной вблизи Земли и имела орбитальную скорость 29 км/с, т. е. на 1

км меньше Земли, которая имеет скорость 30 км/с. Спутник Луна имеет

орбитальную скорость 31 км/с относительно Солнца, когда направление ее

движения относительно Земли совпадает с направлением ее движения

относительно Солнца, и 29 км/с относительно Солнца, когда ее движение

относительно Земли является противоположным направлению движения Луны

относительно Солнца.

Если бы планета Луна при сближении с Землей, то ли по причине большого

относительного торможения Луны, то ли по причине большого относительного

ускорения Земли, а скорее всего по причине и того и другого вместе, прошла

вблизи зоны действия Земли (с внешней стороны), когда Земля обгоняла ее,

Луна уменьшала бы свою скорость под воздействием притяжения (возмущения)

Земли до тех пор, пока они не оказались бы на одной линии с Солнцем (в

нижнем соединении). Затем, когда Земля обгоняла бы Луну, последняя бы стала

увеличивать под влиянием притяжения Земли свою скорость до ее прежнего

значения. При торможении Луна приближалась бы к Солнцу, а при ускорении -

удалялась бы на прежнее место.

При очередном обгоне Землей Луна могла бы войти в сферу действия Земли,

уменьшив скорость, скажем, до 28 км/с и перейти на околоземную орбиту,

снова увеличив скорость с 28 до 29 км/с, поскольку именно такая скорость

нужна спутнику Луне с обратным обращением вокруг Земли. К тому же, Луна в

это время испытывает торможение в газово-пылевой среде, что способствует ее

переходу на орбиту Земли.

Не так давно на страницах научной печати дискутировался вопрос о том, не

являлся ли в прошлом Меркурий спутником Венеры, перейдя затем под влиянием

мощного гравитационного притяжения Солнца на орбиту вокруг него. Если

Меркурий действительно был раньше спутником Венеры, то еще раньше он должен

был перейти на орбиту Венеры с орбиты вокруг Солнца, расположенной между

орбитами Венеры и Земли. Имея большее относительное торможение, чем Венера,

Меркурий мог подойти близко к ней и перейти на ее орбиту, изменив при этом

прямое направление обращения за обратное, Меркурий мог не только остановить

медленное и прямое осевое вращение Венеры под воздействием приливного

трения, но и заставить ее медленно вращаться в обратном направлен ии. Тем

самым автоматически Меркурий изменил направление своего обращения

относительно Венеры на прямое, а Венера приблизилась к Солнцу. В результате

захвата Солнцем Меркурий возвратился на околосолнечную орбиту, оказавшись

впереди Венеры. Однако, здесь возникает ряд вопросов, которые нуждаются в

своем разрешении. Вопрос первый: почему Меркурий сумел заставит ь Венеру

вращаться в обратную сторону, а Харон не сумел вынудить вращаться в

обратную сторону Плутон? Ведь соотношение их масс примерно одинаковы -

15:1. На этот вопрос еще как-то можно ответить, например, предположив, что

у Венеры был еще один большой спутник, как Луна, который, приблизившись под

влиянием приливног о трения (как сейчас приближаются к своим планетам Фобос

и Тритон) к поверхности Венеры, рухнул на нее и, передав Венере свой момент

количества движения, заставил ее вращаться в обратную сторону, поскольку

этот гипотетический спутник обращался вокруг Венеры в обратную сторону.

Но возникает второй, более серьезный вопрос: если Меркурий был спутником

Венеры, он должен был не удаляться от Венеры, как Луна от Земли, а

приближаться к ней, поскольку, во-первых, Венера вращается медленно и ее

период вращения был бы меньше периода обращения Меркурия, во-вторых, Венера

вращается в обратную сторону. Впрочем, и здесь можно найти ответ, например,

предположив, что второй спутник, упав на поверхность Венеры, заставил ее

быстро вращаться в обратную сторону, так что период вращения Венеры стал

меньше периода обращения Меркурия, который вследствие этого стал быстрее

удаляться от нее и, выйдя за пределы сферы действия Венеры, перешел на

околосолнечную орбиту.

Однако, доказательств этого нет, и с таким же успехом можно утверждать,

что Меркурий не был спутником Венеры. Его большое относительное ускорение

объясняет, почему, несмотря на его большое относительное торможение, он до

сих пор не вошел в атмосферу Солнца и не исчез в его недрах. Во время

галактических зим, по крайней мере, суровых, когда Солнечная система

пересекает рукава Галактики, Меркурий приближается к Солнцу, а во время

галактического лета он снова удаляется от него на свое место.

6. Происхождение планет земной группы

Если планеты-гиганты происходят из ледяных планет, расположенных за ними

дальше от Солнца, и если ледяные планеты происходят из больших комет,

расположенных еще дальше от Солнца, то, очевидно, что планеты земной группы

должны происходить из тех небесных тел Солнечной системы, которые

расположены по соседству с ними, но несколько дальше от Солнца. Не трудно

видеть, что к кандидатам в родительские тела планет земной группы могут

быть отнесены три группы небесных тел Солнечной системы: во-первых, планеты-

гиганты, вернее, их силикатные ядра; во-вторых, большие спутники планет-

гигантов, такие, как Ио, Европа, Ганимед и Каллисто; и, в-третьих, большие

астероиды, такие, как Церера, Паллада, Веста, Гигея и др.

Если Юпитер в настоящее время теряет свое атмосферное вещество в районе

мощного вихря (большого красного пятна), то можно предположить, что весь

водород, затем гелий, а затем и другие газообразные вещества в конце концов

покинут Юпитер и он, уменьшив свою массу во много раз, превратится в пятую

планету земной группы. После этого он приблизится ближе к Солнцу, поскольку

его относительное торможение резко, раз в 15-20, возрастет, скорость его

вращения уменьшится как за счет солнечного торможения, так и за счет

рассеивания в межпланетное пространство вещества, и он будет иметь не

только такую же массу, как планеты земной группы, но и такой же, примерно,

период вращения, как у Земли и Марса. После этого Юпитер снова приобретет

атмосферу, сначала такую, как и у Марса, а затем, по мере приближения к

Солнцу и разогрева, как у Земли, затем - у Венеры.

То же самое позднее произойдет с Сатурном, который в далеком будущем

превратится в шестую планету земной группы, а затем - с Ураном и Нептуном,

которые превратятся в седьмую и восьмую силикатные планеты.

Так произойдет, если планеты земной группы действительно произошли из

планет-гигантов. Чтобы доказать это, необходимо определить размеры и массы

силикатных ядер планет-гигантов, особенно у Юпитера, которые должны быть в

этом случае соизмеримы с размерами и массами планет земной группы.

Некоторые ученые считают, что диаметр силикатного ядра Юпитера равен

примерно 8-9 тыс. км. Если это подтвердится, то будет одним из аргументов в

пользу гипотезы происхождения планет земной группы из планет-гигантов. Но

это еще не полное доказательство. Необходимо доказать, что Юпитер

действительно теряет вещество из атмосферы, уменьшаясь в массе, причем,

очевидно, все быстрее и быстрее. Или, что Юпитер уменьшался раньше, или,

что Юпитер будет уменьшаться в будущем, по мере приближения к Солнцу и

разогреву и, одновременно, по мере увеличения его скорости вращения.

Возникает вопрос: что произойдет с галилеевыми спутниками Юпитера, если

в далеком будущем Юпитер уменьшится до размеров и массы планет земной

группы? Очевидно, спутники при этом будут удаляться от Юпитера и, в конце

концов, выйдут из зоны его притяжения и перейдут на околосолнечные орбиты.

Не такова ли судьба «греков» и «троянцев»? Почему у Юпитера, в отличие от

Сатурна, большие спутники расположены близко от него? Может быть, у него

были и дальние большие спутники, но они при уменьшении массы Юпитера в

прошлом покинули его и перешли на околосолнечные орбиты? А галилеевы

спутники не успели сойти с орбит вокруг Юпитера потому, что началась

очередная суровая галактическая зима, т.е. Солнечная система вошла в один

из галактиче ских рукавов, и галилеевы спутники снова приблизились к

Юпитеру под воздействием торможения в диффузной материи рукава.

Если это так, то можно предположить, что и крупные астероиды в прошлом

также были спутниками Юпитера. Затем, при уменьшением массы Юпитера, они

перешли на околосолнечные орбиты, а позднее приблизились к Солнцу при

торможении в газо-пылевой среде. Можно предположить, что и Луна имеет

аналогичное происхождение, с той лишь разницей, что Луна в далеком прошлом

была спутником не Юпитера, а планеты-гиганта Марса. При уменьшении массы

Марса Луна сошла с его орбиты на околосолнечную орбиту а позднее догнала

Землю и перешла на ее орбиту.

Если это так, то и планеты-гиганты (в прошлом) Земля и Венера также

должны были бы, очевидно, иметь большие спутники. Где же они? Не трудно

догадаться, что большим спутником планеты-гиганта Венеры мог быть Меркурий,

который, сойдя с ее орбиты по причине уменьшения ее массы (а не под

воздействием приливного вздутия), превратился в самостоятельную планету,

как и позднее Луна, но который, в отличие от Луны, до сих пор является

самостоят ельной планетой. Любопытно, что соотношение масс Марс - Луна,

равное 9:1, близко к соотношению масс Венера - Меркурий, которое в

настоящее время равно 15:1, а в прошлом, когда Меркурий был массивнее, по-

видимому, равнялось 12:1 или даже 10:1. Такое же, примерно, соотношение

имеют Плутон с Хароном.

Можно предположить, что и планета-гигант Земля имела большой спутник и

их массы соотносились таким же образом. А это значит, что бывший спутник

Земли имел массу, промежуточную между массами Меркурия и Марса. И этот

спутник, сойдя с околоземной орбиты, когда Земля, теряя вещество,

превращалась из планеты-гиганта в планету земной группы, превратился в

самостоятельную планету, затем перешел на орбиту Венеры, приблизившись к

ней, а еще позднее приблизился к ее поверхности и рухнул на нее, заставив

Венеру вращаться в обратную сторону.

Такой можно представить картину происхождения планет земной группы, имея

в виду, что она является упрощенной. Ведь планеты земной группы продолжали

увеличиваться и после их образования из планет-гигантов. Значит, они во

время их происхождения были несколько меньше. Последней из планет земной

группы образовался Марс. Его размеры, возможно, являются ближе к размерам

новорожденных планет земной группы - Венеры, Земли. Но тогда и спутники

планет-гигантов были меньше при рождении последних планет земной группы.

Меркурий, будучи спутником планеты-гиганта Венеры, был величиной с Луну, Ио

или Европу, а увеличился он уже позднее, вместе с увеличением Венеры и

Земли, главным образом, за счет астероидов. То же самое относится и к

спутнику планеты-гиганта Земли. Он был величиной с Луну, Европу или Ио, а

затем уже увеличился.

Если это так, то и современное силикатное ядро Юпитера находится в таком

же соотношении со своими спутниками, т.е. раз в 10 массивнее их и равно

примерно массе Марса. Ядро же Сатурна в 3-4 раза меньше и соизмеримо с

массой Меркурия, а ядра Урана и Нептуна соизмеримы с массой Луны. В будущем

же они будут все более увеличиваться.

Можно представить себе и другие варианты происхождения планет земной

группы. Например, что не только Венера, Земля и Марс, но и Меркурий

произошел из планеты-гиганта. Или, что не только Меркурий и Луна произошли

из бывших спутников планет-гигантов, но и Марс имеет такое же

происхождение. Но в этом случае придется признать и Луну и Марс бывшими

спутниками Юпитера.

Если окажется, что силикатное ядро Юпитера является не таким, как Марс,

а огромным, в 15-20 масс Земли, и если окажется, что Юпитер не теряет свое

атмосферное вещество и не сможет его потерять в будущем, даже если

приблизится на расстояние Марса, то можно выдвинуть еще одно предположение

о происхождении планет земной группы, а именно, что планеты земной группы

произошли не из силикатных ядер планет-гигантов и не из их больших

спутников, а из крупных астероидов. Предположим, что это именно так, и

рассмотрим эту гипотезу.

Если бы кометы первого кометного пояса, переселившись за орбиту Юпитера,

не теряли ледяную компоненту и не превращались в астероиды, которые

образуют единственный в Солнечной системе астероидный пояс, то они,

образовав еще один, самый ближний к Солнцу кометный пояс, во время

очередных галактических зим продолжали бы приближаться к Солнцу и одна за

другой исчезали бы в его недрах, увеличивая его массу. Но то

обстоятельство, что кометы под воздействием солнечного излучения теряют

ледяную компоненту и превращаются в астероиды, имеет далеко идущие

последствия.

Дело в том, что плотность астероидов намного больше плотности комет, что

приводит к тому, что относительное торможение астероидов при их образовании

из комет и укрупнении резко, в несколько раз уменьшается, несмотря на то,

что при этом уменьшается, по-видимому, их средняя масса. А малое

относительное торможение астероидов, в сравнении с кометами приводит к

тому, что они приближаются к Солнцу в несколько раз медленнее, чем кометы.

Если кометы за какое-то определенное время перемещаются из одного кометного

пояса в другой на расстояние 5-10 а.е., то астероиды за это же время

перемещаются всего лишь, быть может, на 1 - 1,5 а.е. При этом происходит их

все большее укрупнение.

Более крупные кометы, хотя быть может и не все, отбираются посредством

захвата планетами, орбиты которых они пересекают. Астероиды также

захватываются планетами земной группы при пересечении их орбит, увеличивая

массы планет, но скорость приближения астероидов к Солнцу, сравнительно со

скоростью приближения планет земной группы, незначительна. Эта разница не

идет ни в какое сравнение с разницей в скорости приближения к Солнцу планет-

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5