Происхождение и развитие солнечной системы

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-

гигантов и комет. Ведь кометы быстрее приближаются к Солнцу, чем астероиды,

а планеты-гиганты, наоборот, приближаются к Солнцу в 20 раз медленнее, чем

планеты земной группы. Поэтому астероиды, в отличие от комет, успевают

увеличиваться за счет других, более мелких астероидов, за счет комет,

метеорных тел и пыли до относительно больших размеров, иногда до размеров

небольшой планеты.

И в настоящее время в астероидном поясе происходит укрупнение астероидов

в результате их столкновения друг с другом, хотя в это же время происходит

и их дробление. Следствием укрупнения явилось возникновение особо крупных

астероидов: Цереры, Паллады, Весты и др. При наступлении очередной

галактической зимы этот процесс усилится и будет продолжен после ее

окончания. В результате значительная часть астероидов из астероидного пояса

присоединится к наибольшему из астероидов, по-видимому, Церере, и в зоне

планет земной группы возникнет пятая планета земного типа с массой и

величиной от Луны до Марса.

Планеты же земной группы во время следующей суровой галактической зимы

несколько приблизятся к Солнцу, освобождая место новой планете, которая

переместится ближе к орбите Марса. Марс приблизится к Земле ввиду его

большего относительного торможения и расстояние между ними сократится. А

Меркурий может настолько близко подойти к поверхности Солнца, что исчезнет

в его недрах. И тогда между Солнцем и Юпитером снова будет четыре планеты

земной группы, но первой планетой из них будет не Меркурий, а Венера, а

последней не Марс, а Церера.

Кометы, переселяющиеся во время галактических зим из первого кометного

пояса через орбиту Юпитера, располагаются на всем расстоянии от Солнца до

Юпитера, в том числе около планет земной группы и между ними. Но промежутки

между планетами земной группы небольшие и за время галактического лета все

кометы, разместившиеся там и превратившиеся в небольшие астероиды,

становятся добычей планет под действием силы их гравитационного притяжения,

увеличивая массу. Некоторые из них могут перейти на орбиты планет и

существовать некоторое время в виде спутников (Фобос, Деймос).

При возникновении планет земной группы в районе астероидного пояса,

постоянно питаемого во время галактических зим кометами из первого

кометного пояса, их относительное торможение будет уменьшаться, поскольку

при увеличении массы, при прочих равных условиях, относительное торможение

уменьшается. Например, если все четыре планеты земной группы разместить на

одной орбите, то относительное торможение Земли и Венеры будет в 2-2,5 раза

меньше относительного торможения Меркурия и Марса. Но масса самых маленьких

планет, типа Луны и Меркурия, во много раз больше самых больших астероидов,

поэтому их относительное торможение во много раз меньше. А следствием этого

является то, что астероиды во время галактических зим догоняют планеты и

часть их обрушивается на поверхность планет, оставляя на ней мелкие и

большие кратеры, которыми покрыты все планеты и их спутники.

Массы планет земной группы, как и других небесных тел, с каждой

галактической зимой будут все более увеличиваться. Но темпы их роста будут

сильно отличаться. Быстрее всего будут расти те планеты, которые

расположены ближе к астероидному поясу, а медленнее всего те, которые

расположены ближе к Солнцу. Быстрее всего, следовательно, увеличиваются

астероиды, в том числе Церера, и планета Марс, а медленнее всего - Меркурий

и Венера. Вследствие этого, Марс может в будущем приблизиться по размерам и

массе к Венере и Земле, а Церера, возможно, догонит Луну, затем Меркурий, а

затем и современный Марс. Ведь при увеличении расстояния между Марсом и

Юпитером, по мере приближения Марса и других планет земной группы к Солнцу,

ширина астероидного пояса будет все более увеличиваться. Одновременно

увеличатся количество и размеры астероидов. Сначала укрупнение астероидов

будет происходить медленнее, затем процесс укрупнения ускорится, а при

достижении самыми крупными астероидами и всем астероидным кольцом какой-то

определенной, критической величины, возможно, примет бурный характер и все

или большая часть астероидов, находящихся вблизи крупнейшего астероида,

сольются в единую силикатную планету с массой и размерами от Луны до

Меркурия или даже Марса.

Происхождение современных планет земной группы можно представить

следующим образом. Первой из существующих планет земной группы в районе

астероидного пояса, около 4 а.е. или несколько дальше, произошла Венера,

имевшая при возникновении размеры и массу Меркурия или Марса. Впрочем,

сначала она имела массу и размеры Луны, а еще раньше была величиной с

Цереру и т. д. С каждой галактической зимой масса и размеры Венеры быстро

возрастали, хотя они росли и во время галактического лета за счет

столкновения и присоединения к себе астероидов.

Когда Венера находилась от Солнца на расстоянии около 3 а. е., в

астероидном поясе возникла новая планета, которая имела хотя и относительно

большую массу, но гораздо меньшую, чем уже увеличившаяся к этому времени

Венера. Это был Меркурий. Его относительное торможение было больше, чем у

Венеры и он постепенно приближался к ней. В конце концов он приблизился к

Венере настолько близко, что был захвачен ею на свою орбиту. При этом

Меркурий изменил направление своего обращения с прямого на обратное и,

обращаясь вокруг Венеры в обратном направлении, как сегодня Тритон,

тормозил ее осевое вращение. В результате этого Венера не только перестала

обращаться в прямом направлении, во и стала медленно вращаться под влиянием

мощного приливного трения, вызываемого обратным движением Меркурия, в

обратную сторону. Меркурий не мог, если бы он был единственным спутником

Венеры, одновременно заставить Венеру вращаться в обратную сторону и

удаляться от нее. Поэтому необходимо предположить и здесь, что до Меркурия

образовалась еще хотя бы одна небольшая планета, которая, как и Меркурий,

была затем захвачена Венерой, приблизилась к ее поверхности и обрушилась на

нее, заставив тем самым Венеру вращаться в обратную сторону. Меркурий же,

будучи спутником Венеры, после этого стал удаляться от Венеры, поскольку

его период обращения стал больше периода вращения Венеры, а направление

обращения Меркурия совпадало с направлением вращения Венеры (по часовой

стрелке). Венера при этом тормозилась и ее период вращения все

увеличивался, достигнув к настоящему времени 243 суток.

Возможно, после Меркурия и раньше его таким же образом возникли еще

несколько небольших планет с массой и размерами от Луны до Меркурия, но все

они, приблизившись к Венере, были захвачены ею, в отличие от Меркурия, на

свою поверхность, увеличив ее массу в несколько раз. Кроме них Венера

захватила огромное количество мелких и крупных астероидов. И эти планеты и

астероиды вынудили Венеру вращаться в обратную сторону.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5