Вселенная с нуля. От Большого взрыва до абсолютной пустоты - Жак Поль Страница 16

Много мелких небесных тел было выброшено за пределы Солнечной системы и в результате гравитационного взаимодействия планет-гигантов. Такие тела обращались вокруг Солнца по очень вытянутым орбитам, пролегавшим далеко на окраинах Солнечной системы. В ту эпоху звезды, сформировавшиеся одновременно с Солнцем, еще образовывали небольшое скопление, не успевшее рассеяться. Поэтому звездная плотность уголка галактики, в котором находилась Солнечная система, была все еще очень высокой: больше одной звезды на один кубический световой год. То одна, то другая звезда то и дело пролетали в окрестностях Солнечной системы. Их гравитационное воздействие на орбиты планетезималей приводило к тому, что на дальних окраинах Солнечной системы в конце концов образовалось внушительное скопище небольших небесных тел, известное в наши дни под названием «облако Эпика – Оорта».

Эстонский астрофизик Эрнст Эпик и голландский ученый Ян Оорт независимо друг от друга (Эпик еще в 1932 году, а Оорт в 1950-м) выдвинули гипотезу о том, что кометы с большим периодом обращения приходят из кометного облака, находящегося далеко за орбитой Плутона. Сегодня эта гипотеза подтверждена: облако Эпика – Оорта оказалось настоящим хранилищем комет, вмещающем больше тысячи миллиарда малых тел. Эти тела слабо связаны с Солнцем и находятся во власти внешних гравитационных воздействий, иногда забрасывающих их внутрь Солнечной системы, куда они являются в виде кометных ядер. Малые тела из облака Эпика – Оорта состоят в основном из всевозможных летучих веществ, находящихся в твердом состоянии, так называемых льдов. Общая масса облака составляет несколько земных; оно представляет собой огромную структуру, граница внутренней части которой, имеющей форму диска, лежит в тысяче астрономических единиц от Солнца, а внешняя часть, сферическая, заканчивается на расстоянии двухсот тысяч астрономических единиц от Солнечной системы.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Рождение Солнца (4,57 миллиарда лет назад)

Образование пояса Эджворта – Койпера (3,8 миллиарда лет назад)

4 миллиарда лет назад

Последняя метеоритная бомбардировка

Миграция планет-гигантов за пределы тех участков в пространстве, где они образовались, дестабилизирует Солнечную систему и провоцирует столкновения малых тел с теллурическими планетами.

Все больше планетологов считают, что спустя сотни миллионов лет после их образования четыре теллурические планеты и примкнувшая к ним Луна пережили период, в течение которого количество их столкновений с малыми телами резко возросло. В процессе своего образования планеты часто сталкиваются с телами меньшего размера – это естественно. Однако в начале 1970-х годов, когда астронавты трех последних миссий «Аполлон» собрали образцы лунных пород по соседству с Морем Дождей, Морем Нектара и Морем Спокойствия – тремя огромными впадинами, возникшими в результате ударных взаимодействий с крупными объектами, – то после датировки доставленных на Землю образцов, выяснилось, что эти столкновения произошли намного позднее начальной эпохи формирования планет. Это случилось около четырех миллиарда лет назад, в ходе метеоритной бомбардировки.

Причины поздней мощной бомбардировки объясняет «модель Ниццы», сценарий эволюции Солнечной системы, разработанный в обсерватории на Лазурном берегу. Согласно этой модели, четыре планеты-гиганта в эпоху своего образования находились гораздо ближе друг к другу, чем сейчас. Самая далекая тогда от Солнца планета, Уран, формировалась вблизи внутренней границы диска, насыщенного планетезималями. За счет гравитационного взаимодействия с мелкими телами на внутренней границе этого диска, четыре гиганта начали долгую миграцию: вовне – Сатурн, Нептун и Уран; внутрь, менее значительную – Юпитер. Несколько сотен миллионов лет спустя период обращения Юпитера вокруг Солнца стал равен половине периода обращения Сатурна.

Через полмиллиарда лет после окончания формирования Солнечной системы резонанс, возникший между двумя самыми массивными планетами, привел к возникновению интенсивного хаотического движения. Сатурн, выброшенный на окончательную орбиту, вступил в гравитационное взаимодействие с Нептуном и Ураном. Последние оказались вытеснены на значительно более вытянутые, чем прежде, орбиты. Они погрузились в диск планетезималей и нарушили устоявшиеся орбиты множества мелких тел, большинство из которых оказались просто выброшены за границы Солнечной системы. Но часть этих тел, наоборот, попала внутрь, на четыре теллурических планеты и Луну. Так началась метеоритная бомбардировка. Ее следы до сих пор заметны в виде огромных ударных кратеров на лишенных атмосферы Меркурии и Луне. А на Земле кратеры оказались скрытыми под водой, вероятно, уже содержавшей пребиотические материалы.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Захват Тритона Нептуном (3,9 миллиарда лет назад)

Образование пояса Эджворта – Койпера (3,8 миллиарда лет назад)

3,9 миллиарда лет назад

Захват Тритона Нептуном

Мигрируя от места своего рождения наружу из Солнечной системы, Нептун прихватил с собой карликовую планету Тритон, ставшую его спутником – и это объясняет ретроградное движение последнего.

До того как Юпитер и Сатурн вошли в резонанс, Нептун вращался по квазикруговой орбите гораздо ближе к Солнцу, чем сегодня. Но в результате мощного возмущения, произведенного резонансом массивных гигантов, орбита Нептуна стала более эксцентричной, и он проник довольно глубоко внутрь диска планетезималей – «отходов», оставшихся после образования планет. Вероятность захвата им проходящего мимо небесного тела заметно возросла, хотя даже для такого массивного тела, как Нептун, это не просто.

Согласно исследованиям, проведенным астрофизиками, самая благоприятная ситуация могла сложиться в момент встречи гиганта с двойными планетезималями. Взаимодействуя с подобной системой, Нептун мог легко захватить более массивное из тел двойной системы, и его избыточная энергия перешла бы к спутнику. Последний за счет этой энергии оказался бы выброшен из системы. В диске планетезималей, в который забрался Нептун, как раз было много двойных карликовых планет. Помимо известной пары Плутон – Харон, большинство известных сегодня карликовых планет, вращающихся за орбитой Нептуна и получивших название «плутино», имеют по одному-два спутника – например, у карликовой планеты Хаумея их два, у Эриды и Макемаке – по одному.

Итак, одна из этих карликовых планет вместе со своим спутником могла на небольшой скорости проникнуть в область гравитационного влияния Нептуна. Спутник был отброшен, а планета осталась в зоне влияния гиганта и сегодня известна нам как Тритон. Это самая крупная луна Нептуна: ее диаметр равен двум тысячам семистам километрам. Открыл эту огромную луну в 1846 году, всего через семнадцать дней после обнаружения Нептуна немецким астрономом Иоганном Галле, британец Уильям Лассел. Ученый работал в Берлинской обсерватории и изучал тот участок неба, в котором, по мнению французского исследователя Урбана Леверрье, могла находиться планета, искажающая своим притяжением орбиту Урана. Тритон, кроме всего прочего, оказался единственный крупным спутником планеты Солнечной системы, движущийся по орбите ретроградно – против направления вращения материнской планеты. Эта особенность подтверждает, что Тритон не является классическим спутником, сформировавшимся вместе с Нептуном. Его сходство с Плутоном скорее показывает, что он действительно захваченный Нептуном плутино.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Последняя метеоритная бомбардировка (4 миллиарда лет назад)

Образование пояса Эджворта –