Глава V. ПРОТОПЛАНЕТЫ

(планетная родословная) 

     Звёзды живут долго. Продолжительность их жизни, рассчитываемая через интенсивность излучения, через светимость, соотнесённую с видимыми запасами горючего, далека от истинного значения. Всемогущая Природа нашла способ продления жизни звёзд практически до бесконечности. Для успешного построения мироздания вечного и безграничного ей был нужен материал нетленный.                                          

    Долгая жизнь уготована и Солнцу. Возраст Солнца уже в качестве звезды составляет сегодня десятки, а возможно и сотни миллиардов лет. Способ образования звёзд в настоящей главе не рассматривается. Замечу, однако, что из газо-пылевых туманностей  звёзды не образуются. Это исключено.                                                      

     Период жизни протозвезды исчисляется также миллиардами лет. Многими миллиардами. Уже в стадии протозвезды наше светило обзавелось многочисленной свитой. Но, став звездой, оно стало формировать свою систему гораздо активнее.     

     Сегодня Солнечная система включает в себя множество объектов разной величины и значимости. Это огромное количество комет и астероидов, а также несметное число метеоритов, снующих в околосолнечном пространстве. Особую категорию членов Солнечной системы составляют планеты. Они-то, эти 9 разномасштабных великанов, и образуют основу системы.                                                                                                                                       

             Как было показано в предыдущих главах, все спутники становятся таковыми в результате захвата, проведённого другим, более сильным объектом (экспантом). Так было и с планетами Солнечной системы.   

            Что же первоначально представляли собой планеты?  Как выглядели протопланеты? Ответ на этот вопрос на первый взгляд может показаться неприлично простым. Как это ни удивительно, они имели хорошо знакомый нам облик. Они были кометами.                                                                                                                               

            Известно, что кометы в Солнечной системе составляют самый многочисленный отряд  значимых небесных объектов. Одной из важнейших кометных характеристик служит размер их ядер. Диапазон этих величин очень широк. Наблюдательная астрономия полагает, что кометные ядра могут обладать размерами  от долей километра до десятков километров. На самом деле диапазон значительно шире. Есть мини-  и даже микрокометы. Их множество и они вездесущи. Иногда их можно увидеть, а чаще всего они появляются и исчезают, оставаясь незамеченными.                                                                                       

            Есть микро- , но бывают и макрокометы.Здесь наблюдается та же зависимость, что и с астероидами: чем больше объект, тем реже он встречается в природе.  Несмотря на частое, едва ли не ежегодное появление в ночном небе видимых невооружённым глазом хвостатых странниц, действительно крупных и  очень крупных комет цивилизованный мир не знал. Да и знать не мог. Периодичность появления в нашем небе таких объектов исчисляется, надо полагать, сотнями тысяч и даже миллионами лет. Вот такие-то редкие, даже чрезвычайно редкие гостьи и становятся протопланетами.                                           

             Но кандидаты в планеты стали планетами не сразу.  На первой стадии они ещё долго оставались протопланетами, то есть просто кометами. И только значительно позже, через миллиарды лет, обрели знакомый нам вид и форму.                                                        

             В природе многое решает случай. Но есть и закономерности. Они определённо есть в формировании звёздных систем. Если присмотреться к сообществу небесных тел, составляющих Солнечную систему, то можно заметить, что оно различается по возрастному составу и его довольно легко можно разложить на молодые объекты, объекты среднего возраста и на долгожителей.                                                               

             Самыми молодыми членами Солнечной системы безусловно являются долгопериодические кометы.                                               

             Надо помнить, что все стационарные объекты Солнечной системы вошли в состав системы в результате захвата. Захват - явление редкое. Только объекты, проходящие на определённом расстоянии от экспанта с соответствующей этому расстоянию скоростью, могут быть захвачены экспантом. Должно выполняться условие RV²=constanta. Произведение RV² различно для каждого экспанта, будь то любая из планет, звезда или ядро галактики. Но даже если условие RV²=constanta выполняется и объект захватывается, всё равно он может начать движение вокруг экспанта только по аномально вытянутой орбите. Ни круговая, ни слабо вытянутая орбиты принципиально невозможны. Схема захвата всегда одна и иной она быть не может.                                                             

            Но такие аномально вытянутые и ориентированные относительно плоскости эклиптики абсолютно произвольно орбиты характерны только для долгопериодических комет. Ни у астероидов, ни тем более у планет подобных орбит не бывает. Следовательно именно долгопериодические кометы и являются свежезахваченными и самыми молодыми членами Солнечной системы.

            Исключения есть. Среди десятков тысяч встречаются астероиды, летящие по орбитам с большим эксцентриситетом. Эти отклонения вызваны, должно быть, местными возмущениями со стороны крупных планет.

     Эволюция орбит спутников Солнца подробно рассмотрена в 3-ей главе настоящей работы. Автор убеждён, и наблюдаемая в Солнечной системе картина наглядно подтверждает авторские выводы, что со временем у спутника любого экспанта происходит сокращение эксцентриситета орбиты и уменьшение угла её наклонения к плоскости, проходящей через экватор экспанта. Угол наклонения уменьшается таким образом, что обратное движение, изначально присущее многим кометам, меняется на прямое. Последнее происходит в случаях, когда орбита свежезахваченной кометы образовала с плоскостью эклиптики угол свыше 90^о. Магнитное поле Солнца не приемлет обратного движения.

             Показательно, что среди короткопериодических комет и астероидов нет ни одного объекта с обратным движением. Таким образом, орбита кометы  из долгопериодической  преобразуется сначала в средне- , а позже и в короткопериодическую. При этом угол наклонения орбиты уменьшается до 30…60^о от  произвольного первоначального. Это и есть основные признаки объектов второй возрастной группы.

      В неживой природе ничто не прячется, ничто не маскируется. Всё на виду. Смотри, анализируй и делай выводы. И ЭВМ не обязательна. Вот что писал выдающийся астроном  и популяризатор науки Воронцов-Вельяминов Б.А.в монографии «Очерки о Вселенной» (8-е издание.М: Наука, 1980 г. стр.222): «Среди комет заметно выделяются и лучше всего изучены короткопериодические кометы, т.е. движущиеся по эллипсам  с коротким периодом обращения. Периоды комет этого типа меньше 8 лет. Эти кометы отличаются ещё  тем, что орбиты их близки к  плоскости эклиптики (наклонение их не превышает 30^о) и движутся они в ту же сторону, что и планеты. Почти все они видимы лишь в телескоп и бесхвосты.

      Вытянутость их орбит сравнительно невелика, и  в этом отношении вне конкуренции находится комета Швассмана-Вахмана, открытая в 1927 году. Её орбита целиком заключена между орбитами  Юпитера и Сатурна, и по малости своего эксцентриситета она в большей степени похожа на орбиты планет, чем на орбиты комет. Открытие кометы с такой орбитой представляет исключительный интерес, так как она как бы смыкает класс астероидов (и вообще планет) с периодическими кометами (и кометами вообще). Этот мост  перебрасывается  не только в смысле характеристики движения. Обращает на себя внимание и незначительная, в смысле яркости и размеров, кома этой кометы. Ослабей она ещё немного, и комету Швассмана-Вахмана, пожалуй, совсем нельзя было бы отличить от астероидов. Её нельзя, конечно, назвать гибридом  комет и астероидов, потому что мы имеем дело не с биологией, но всё же она указывает нам на какое-то тесное, хотя и не совсем ещё ясное родство между этими двумя небесными семействами.

     Ещё более поразительна орбита кометы Отерма, открытой в 1943 году. Её орбита,  как и у кометы Швассмана-Вахмана, почти круговая и лежит целиком между орбитами  Юпитера и Марса. Она ничем не отличается от орбит типичных астероидов! От малой планеты её отличает только наличие туманной оболочки…

     Число известных нам периодических комет всё время растёт, так как они обнаруживаются непрерывно. С течением времени открываются всё более слабые кометы…»

     Комета Швассмана-Вахмана, комета Отерма – прямая подсказка природы. Это переходные модели. По ним видно, каким путём и на каком этапе происходит превращение кометы в астероид или в карликовую планету. Таких полукомет-полуастероидов много в Солнечной системе. Интуиция большого учёного подсказывала  Воронцову-Вельяминову, что гибридные характеристики названных выше комет отнюдь не случайны. Он был очень близок к разгадке тайны рождения астероидов.

     А что говорит по этому поводу наука наших дней?

     «Ядра комет по форме не отличаются от небольших астероидов, хотя принято считать, что их происхождение различно. Однако часть астероидов составляют так называемые вымершие кометы. И, вообще, граница между ними  всё сильнее размывается, несмотря на то, что только кометные ядра могут на 80% состоять из водяного льда». Так в статье «Разрушение небесных айсбергов» пишет доктор физико-математических наук  Леонид Ксанфомалити (Наука и жизнь, №6, 2011 г.).

      Из статьи видно, что за последние десятилетия открыто много новых астероидов, которые ещё совсем  недавно были кометами. Даже специальный термин появился – вымершие кометы. Но не более того.

      В семействе долгопериодических комет нет ни одного астероида. Они появляются позже, среди комет короткопериодических. Характеристики орбит астероидов практически не отличимы от характеристик орбит короткопериодических комет. Это умеренной величины эксцентриситеты, умеренной же величины углы наклонения орбит и ни одного объекта с обратным направлением движения. Вывод: астероиды – это переродившиеся и продолжающие перерождаться короткопериодические кометы. Так называемые вымершие кометы – это не что иное, как те сам ые  переродившиеся кометы.

      И, наконец, третья группа – планеты.

В этой группе уже нет ни одной кометы, да и сама группа досадно малочисленна. Не все, далеко не все объекты,  миллиарды лет назад стартовавшие в качестве долгопериодических комет, доходят до финиша даже в неузнаваемо изменённом виде.             

      Между планетами и астероидами нет принципиальных различий. Разница в размерах и форме тела. Она ещё меньше между астероидами и планетами карликовыми. Есть отличия в образе движения этих казалось бы разных объектов. Для планет характерно компланарное движение. Все они следуют в направлении вращения Солнца (как, впрочем, и астероиды), а их орбиты очень близки к круговым и располагаются почти строго в плоскости эклиптики. Но всё это свойства приобретённые и говорят они только о том, что планеты были захвачены Солнцем очень давно. А вообще они прошли через ту же систему превращений: из долгопериодических комет в короткопериодические и далее в планеты.

      Прав, ах, как прав был Воронцов-Вельяминов, когда писал о смыкании класса астероидов (и вообще планет) с периодическими кометами (и кометами вообще).

      А что же происходит с самим физическим телом протопланеты? Какова его эволюция? Попробуем в этом разобраться.

      Что такое комета вообще? Это ядро, большое, рыхлое, холодное. Под действием солнечного излучения в теле кометы происходят важные изменения: идёт интенсивное испарение воды и газовыделение, начинается усадка формообразующего материала.  Активность этих процессов, естественно, зависит от расстояния  между кометой и Солнцем в каждый момент времени.

      На первых порах период обращения кометы вокруг Солнца очень велик. Он может составлять тысячи и даже десятки тысяч лет. Но комете спешить некуда. Её время не лимитировано.  Она будет методично ходить и ходить по своей орбите, наматывая обороты вокруг Солнца. Это будет продолжаться сотни миллионов земных лет. И всё это время комета будет источать газ, а ядро кометы постепенно сокращаться в размерах и уплотняться. Процесс по существу бесконечный. Даже и сейчас, когда преобразование кометы в планету стало давно свершившимся фактом, даже и сейчас планеты сохранили  короткий газовый шлейф.

      «Академик В.Г.Фесенков в 1949 году подтвердил предположение  И.С.Астаповича, что земная атмосфера, а тем самым Земля, имеет как бы светящийся газовый хвост. Этот хвост, как и у комет, вытянут всегда в сторону, противоположную к направлению на Солнце, и стелется в плоскости эклиптики. Причиной этого, как и у комет, может быть давление солнечного света…» (Воронцов-Вельяминов Б.А. Очерки о Вселенной. 8 издание:

М:Наука, стр. 348).

      Так рудиментарный копчик в нижнем окончании позвоночника у человека  напоминает о том, что некогда наши далёкие предки лазали по деревьям, цепляясь за ветки хвостом, как активным рабочим органом.

      О том, какие изменения происходили и продолжают происходить в теле планеты на орбите в настоящее время, подробно в следующей главе.

      Итак, множество значимых физических тел, входящих в Солнечную систему, делится на три возрастные группы. Первая группа – космические пришельцы. Состоит исключительно из долгопериодических комет. Группа многочисленная и нестабильная. Постоянно пополняется новыми членами. Значительная часть пришельцев гибнет по разным причинам, другая переходит во вторую возрастную группу, в категорию комет короткопериодических. Результат пребывания в группе – изменение формы орбиты, сокращение периода обращения вокруг Солнца. Продолжительность жизни кометы в качестве долгопериодической в составе Солнечной системы (после захвата) предположительно до миллиарда лет.

     Вторая группа – адаптанты, объекты, адаптировавшиеся в Солнечной системе. Состоит из короткопериодических комет и астероидов. Группа очень многочисленная. При этом кометы и астероиды представлены в группе примерно в равной пропорции. Уникальное свойство группы – в ней происходит перерождение комет в астероиды.Уже в новом качестве молодые астероиды дозревают в том же коллективе до перехода в следующую возрастную группу. Продолжительность жизни в группе предположительно от одного до трёх миллиардов лет. В этой возрастной группе, как и в первой, исключительно высоки потери от разного рода случайностей: столкновения, выбросы из системы, поглощения Солнцем и крупными планетами. Тем не менее что-то и выживает.

     Третья, старшая возрастная группа, состоит исключительно из планет крупных и карликовых. Кометы до входа в третью группу не доживают. Они или гибнут, или перерождаются в астероиды. А уцелевшие астероиды оформляются в планеты, преимущественно карликовые. Впрочем, не только карликовые. В судьбе Солнечной системы случилось и 9  счастливых исключений. Правда, Плутон, девятая планета, административным решением переведён недавно в категорию карликовых. Досадное недоразумение.

Возраст членов старшей группы от трёх миллиардов лет только начинается (предположительно).

Деление солнечной свиты на возрастные группы условно. Между группами нет чётких границ, они зыбкие, размытые. Но всё-таки есть критерии, по которым можно ориентироваться. Они приведены в таблице.

             Цифры, приведенные в таблице, приблизительны. Они нуждаются в проверке и уточнении.

     У читателя, которого заинтересует настоящая глава, может появиться вопрос: откуда берутся кометы?

Ответ: их поставляет межзвездное пространство.

     Оно, это пространство, заполнено ими более или менее равномерно (уж не та ли это невидимая темная материя, которую ищут астрофизики?).

     Образуются же кометы при столкновении звезд. Когда сталкиваются две близкие по массе звезды ( а столкновения звезд неизбежны и происходят регулярно в астрономических масштабах времени) они разрушаются обе, а дезорганизованное звездное вещество от страшной силы соударения разбрызгивается в пустоту в виде сгустков различного объема и массы. Эти сгустки, быстро остывающие и принимающие произвольную форму, разлетаются от места катастрофы в разных направлениях и с разными скоростями, становясь иногда спутниками других звезд.

Такова принципиальная схема возникновения комет.

   <<< назад                                              далее >>>