Вселенная полна загадок

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.

В том, что над тунгусской тайгой в 1908 году пролетел метеорит, никто из ученых не сомневался. Ведь за несколько месяцев до отъезда экспедиции московский астроном А. А. Явнель в пробах почвы, привезенных с места катастрофы в 1929 году еще Л. А. Куликом, возглавлявшим первую экспедицию, обнаружил, как он заявил, мельчайшие осколки Тунгусского метеорита. В микроскоп удалось рассмотреть крошечные шарики диаметром в сотые доли миллиметра. Такие шарики иногда образуются при полете над данным местом Земли крупного метеорита. Трение о воздух, непрерывная бомбардировка метеорита встречными потоками молекул воздуха раскаляют метеорит. Поверхность его начинает плавиться, а сорванные потоком воздуха брызги метеорита охлаждаются, превращаясь из раскаленных капелек в крошечные твердые шарики.

Застывшие брызги были найдены в 1947 году, в районе падения Сихотэ-Алинского метеорита. Они похожи на шарики, обнаруженные А. А. Явнелем.