Вселенная полна загадок - Феликс Зигель

Приливные силы действуют не только на воду, но и на твердые и на газообразные тела. Существуют атмосферные приливы, есть приливы и в твердом теле Земли. Но приливные силы со стороны Луны не настолько велики, чтобы разорвать Землю. Они вызывают лишь упругие колебания в ее твердом теле.

Иначе сложится обстановка, когда Луна подойдет к Земле ближе чем на 2,4 радиуса Земли. В этом случае приливные силы, вызванные Землей в твердом теле Луны, станут так велики, что, как доказал Рош, наш спутник может быть разорван на части.

Осколки Луны, обращаясь вокруг Земли, будут сталкиваться друг с другом и при этом дробиться на все меньшие и меньшие куски, так что в конце концов погибшая Луна должна превратиться в огромный плоский' рой мельчайших, несущихся вокруг Земли частиц, кольцом охватывающих нашу планету.

Какими удивительными станут тогда ночи! Огромная светящаяся дуга перекинется через небосвод. Свет от лунного кольца во много раз превзойдет освещение, создаваемое в наше время полной Луной.

Правда, все это случится не ранее чем через сотни миллиардов лет! Таковы астрономические сроки, в течение которых полностью завершится приливная эволюция системы Земля — Луна.

Действие приливных сил заметно в различных уголках солнечной системы. Вот, например, ближайшая к Солнцу планета Меркурий. Общеизвестно, что Меркурий постоянно обращен к Солнцу одной и той же стороной. Видимо, когда-то мощные приливы, вызванные Солнцем, затормозили Меркурий. Сутки теперь на нем равны меркуриальному году, то есть восьмидесяти восьми нашим суткам.

Подражая Солнцу, и Земля «остановила» Луну, заставив лунное «лицо» постоянно смотреть в свою сторону. И Луна и Меркурий никогда не имели водных оболочек, хотя бы отдаленно напоминающих земную. Поэтому тормозящие приливные волны могли возникать только тогда, когда значительные части этих небесных тел находились в огненно-жидком состоянии.

Сатурн, окруженный кольцами.

По-видимому, многие из спутников других планет так же постоянно повернуты в сторону этих планет, как Луна к Земле. Но, быть может, наиболее ярким проявлением приливной эволюции в нашей солнечной системе является знаменитое кольцо Сатурна.

Как известно, оно образовано мириадами крошечных лун, обращающихся сплошным плоским роем вокруг гигантской планеты. Размеры кольца весьма внушительны — его толщина, по новейшим исследованиям московского астронома М. С. Боброва, близка к 10 километрам, а ширина превосходит 66 тысяч километров.

Уточним, что Сатурн окружен не одним, а, по крайней мере, двумя концентрическими кольцами, щель между которыми, открытая еще в 1675 году французским астрономом Кассини, имеет ширину 5 тысяч километров и потому доступна для наблюдения даже в небольшие телескопы. Несколько менее уверенно наблюдается вторая щель, именуемая щелью Энке. В крупнейший современный телескоп — 5-метровый рефлектор обсерватории Маунт-Паломар (США) — она не кажется таким черным зияющим провалом, как щель Кассини. Здесь просто наблюдается некоторое разрежение кольца, область пониженной яркости. То же Ложно сказать и о других щелях в кольце.

Различают еще полупрозрачное, «муаровое» кольцо, резко отграниченное от наиболее яркой части В кольца Сатурна.

По недавним исследованиям, проведенным на Харьковской обсерватории Η. П. Барабашовым, промежуток между Сатурном и его кольцами сплошь заполнен мелкими частицами, сильно рассеивающими лучи с короткой длиной волны. По-видимому, кольца Сатурна простираются до границы атмосферы — вывод, еще нуждающийся в подтверждении.

Много остроумных и тонких методов было применено для выяснения вопроса о природе и размерах частиц, образующих кольца Сатурна. По последним данным, полученным М. С. Бобровым, поперечники твердых, похожих на метеориты частиц колец заключены з пределах от 10 сантиметров до 10 метров. Недавно с помощью спектрального анализа было установлено, что к твердым частицам колец примешаны льды, процентное содержание которых, возможно, весьма значительно. Иначе говоря, в большинстве случаев твердые частицы, вероятно, покрыты толстой оболочкой изо льда.

Частицы, входящие в кольца Сатурна, обращаются вокруг него в несколько десятков рядов. Их так много, что столкновения между частицами неизбежны. При этих столкновениях часть энергии переходит в тепло, которое безвозвратно излучается в пространство. В результате такого процесса общая энергия движения частиц уменьшается, а это, в свою очередь, приводит к тому, что некоторые из частиц начинают по спиралеобразным орбитам приближаться к Сатурну. Конец их ясен — рано или поздно, врезавшись в мощную и плотную атмосферу Сатурна, они распылятся в ней, подобно тем «падающим звездам», которые наблюдаются в каждую безоблачную ночь на Земле.

Отсюда можно сделать естественный вывод: кольца Сатурна хотя и долговечны, но не вечны. Наступит время, когда они исчезнут, «упав» на Сатурн. Точнее — они постепенно поредеют и со временем как бы растают на черном фоне звездного неба. Разумеется, это произойдет не скоро — и здесь процесс разрушения измеряется астрономическими промежутками времени.

Откуда появились кольца Сатурна?

После того как Джордж Дарвин, сын великого создателя теории эволюции органического мира Чарлза Дарвина, разработал теорию приливной эволюции небесных тел, а Рош указал тот опасный предел, вступив в который крупный спутник будет разорван планетой, происхождение колец Сатурна стало как будто ясным. Большинство современных астрономов считает, что это «украшение» Сатурна, выделяющее его среди других планет, есть осколки одного из его спутников. Когда-то этот спутник, подчиняясь законам приливной эволюции, подошел к Сатурну ближе предела Роша и был разорван на части приливными силами планеты.

Соответствует ли это объяснение действительности или нет, мы не знаем. Рош в процессе своих исследований вместо реальных небесных тел брал их упрощенные, идеализированные «модели». Он, например, считал спутник состоящим из однородной, несжимаемой жидкости. Так было удобнее при математических вычислениях — ведь для реальных тел математическое решение задачи необыкновенно сложно.

В некоторой степени «модель» Роша похожа на реальный спутник. Но все же идеализация, введенная им, оставляет некоторую неуверенность в его конечных выводах.

Предпринимались попытки иначе объяснить происхождение колец Сатурна.

По мнению Канта, Сатурн в начале образования солнечной системы был похож на комету: окруженный густой атмосферой, он «летал» вокруг Солнца по сильно вытянутой, эллиптической орбите. Потом благодаря сопротивлению частиц, которые в те времена почти сплошным облаком заполняли пространство солнечной системы, орбита Сатурна приняла круговую форму. Что же касается атмосферы Сатурна, то она, сгустившись, повисла кольцом вокруг планеты.

С современных позиций это объяснение выглядит крайне наивным. Но ведь во времена Канта еще никто не знал, из чего состоят кольца Сатурна.

Несколько позже Лаплас рассматривал кольца Сатурна как одно из опытных подтверждений своей гипотезы происхождения планет. Как известно, по гипотезе Лапласа, планеты сгустились из тех газовых раскаленных колец, которые когда-то окружали Солнце. Так же, по его мнению, возникли и спутники планет. Но один из спутников почему-то «застрял» на первоначальной стадии развития — он так и остался кольцом, кольцом Сатурна.

Ленинградский астроном профессор В. А. Крат считает, что кольца Сатурна представляют собой остаток той первичной материи, из которой когда-то возникла и сама планета.

Таким образом, вопрос о происхождении колец Сатурна еще не решен. Споры, разумеется, прекратились бы, если бы какой-нибудь из спутников был на наших глазах разорван планетой. Может быть, такое зрелище и увидят наши потомки — ведь ближайший к Марсу его спутник Фобос уже сейчас весьма близок к роковому пределу Роша. Кто знает, не произойдет ли его гибель на наших глазах? Впрочем, возможно, прочность Фобоса достаточна для того, чтобы противостоять приливным силам. Тогда, перейдя роковой предел, он будет продолжать приближаться к Марсу, пока не упадет на его поверхность.

Превращение Земли в уменьшенное подобие Сатурна вовсе не неизбежно. За миллиарды лет могут произойти такие изменения в солнечной системе, о которых мы не имеем и представления. Конец системы Земля — Луна может быть совсем не таким, каким изображает его теория приливной эволюции.

ВЗРЫВ НАД ТУНГУССКОЙ ТАЙГОЙ

Летом 1958 года группа советских ученых отправилась в тунгусскую тайгу, к месту падения знаменитого Тунгусского метеорита.

Несмотря на разнородность профессий (среди членов экспедиции был только один астроном — И. Т. Зоткин), ученых объединяло общее стремление: окончательно выяснить обстоятельства падения метеорита и, если возможно, найти его осколки.