ПОРЯДОК И СОГЛАСОВАННОСТЬ

“...И снилось мне, что я ученый,

что не во сне, а наяву

Я на планете отдаленной

В ином созвездии живу.

И по ночам, раздвинув стену,

Слежу, наморщив мудрый лоб,

За дальней Солнечной системой

В сверхдальнозоркий телескоп.”

В. Шефнер

Солнце и вся его многочисленная “свита” представляют собой не случайный набор космических тел, а систему определенным и весьма строгим образом организованных объектов. Прежде всего это находит выражение в удивительной согласованности орбитального движения планет вокруг Солнца и собственного осевого вращения самого Солнца:

- все девять планет Солнечной системы и все известные к настоящему времени астероиды движутся по своим орбитам вокруг Солнца в одну и ту же сторону - против часовой стрелки, если смотреть с Полярной звезды;

- плоскости орбит планет и подавляющего большинства астероидов совпадают с точностью до нескольких градусов, т.е. Солнечная система имеет, по существу, форму плоского диска. Из больших планет исключение составляет лишь Плутон, плоскость орбиты которого отклоняется от плоскости орбиты Земли на 17;

- ось вращения Солнца почти перпендикулярна осредненной плоскости орбит всех планет, т.е. ось вращения Солнца является одновременно и осью вращения планетного “диска”, причем Солнце вращается вокруг своей оси в том же направлении, что и планеты вокруг Солнца.

Создается впечатление, что Солнце и вращающиеся вокруг него планеты были приведены в движение в результате единого общего “запуска”. Интересно, что и вокруг своих осей большинство планет вращается в том же самом направлении, что и Солнечная система в целом, т.е. “против часовой стрелки” (общая схема Солнечной системы, показывающая направления орбитальных движений и осевых вращений представлена на вводном развороте этой главы). В обратном направлении, т.е. “по часовой стрелке”, вращаются вокруг своих осей только Венера, Уран и Плутон. Отметим, что осевое вращение этих трех планет вообще весьма необычно: Венера вращается чрезвычайно медленно (ее осевой оборот длится дольше, чем оборот вокруг Солнца!), а Уран и Плутон имеют самые большие наклоны осей вращения к плоскостям своих орбит. Такие особенности осевого вращения этих планет наводят на мысль, что когда-то они могли вращаться нормально, а их нынешний обратный характер вращения связан с какими-то катастрофическими событиями, например - столкновениями с другими крупными небесными телами.

С осевым вращением планет, в свою очередь, тесно связано орбитальное движение их спутников, а развитые спутниковые системы планет-гигантов являются своего рода мини-моделями самой Солнечной системы. Подавляющее большинство из известных спутников (55 из 61) вращается вокруг своих планет в ту же сторону, что и сами планеты вокруг своих осей, а плоскости спутниковых орбит обычно почти перпендикулярны к осям вращения планет. Правда, существуют и спутники, вращающиеся в ином направлении, чем сама планета. Их всего шесть, и примечательно, что все они невелики (за исключением Тритона - спутника Нептуна) и расположены на окраинах соответствующих спутниковых систем.

Еще одной важной чертой строения Солнечной системы является закономерное распределение расстояний от Солнца до планет. С некоторыми оговорками можно сказать, что интервалы, разделяющие планетные орбиты, увеличиваются по мере удаления от Солнца, причем во внешней части Солнечной системы эти интервалы примерно на порядок больше, чем во внутренней.

Завершая общий обзор Солнечной системы, еще раз подчеркнем наиболее важные черты ее строения и динамики: однонаправленность движений и вращений входящих в нее небесных тел, плоская дисковидная форма, неслучайное распределение планетных расстояний и ничтожность суммарной массы всех вращающихся вокруг Солнца тел в сравнении с массой самого Солнца. Любая гипотеза образования Солнечной системы, претендующая на достоверность, должна если и не объяснять эти факты, то, по крайней мере, не противоречить им.

ПРАВИЛО ТИЦИУСА

Попытки найти математическую формулу, которая бы описывала расстояния от Солнца до планет, предпринимались многими учеными еще со времен Кеплера. Первым, кому удалось сделать это достаточно удачно, был немецкий астроном Иоганн Даниель Тициус (1729-1769). В 1766 году он вывел свое знаменитое правило, иногда называемое правилом Тициуса-Боде, сыгравшее заметную роль в истории науки:

R = 0,4 + 0,3 2 n-2,

где n - порядковый номер планеты, а R - расстояние от Солнца до планеты, выраженное в астрономических единицах.

Правило Тициуса было опубликовано в 1772 году и вначале не привлекло к себе особого внимания, так как оно описывало расстояния до известных тогда планет лишь с весьма серьезными допущениями. Так, при вычислении расстояния до Меркурия приходилось отбрасывать второй член уравнения, а пятой и шестой планетам (Юпитеру и Сатурну) приписывался порядковый номер на единицу больший, чем был на самом деле. В то же время на том расстоянии от Солнца, где должна была бы находиться планета номер 5, астрономам XVIII столетия никаких небесных тел известно не было.

Отношение к правилу Тициуса изменилось после того, как в 1781 году английский астроном Уильям Гершель (1738-1822) открыл новую планету, которая была названа Уран. Расстояние от Солнца до новой планеты оказалось равным 19,19 а.е., что почти точно соответствовало расстоянию, вычисленному по формуле Тициуса для планеты с порядковым номером 8 (19,6 а.е.).

Воодушевленные открытием Урана, астрономы начали интенсивно искать отсутствующую планету номер 5. Было даже создано специальное международное общество для ее поиска. Однако, желанное открытие суждено было сделать астроному, не приглашенному в это общество - итальянец Джузеппе Пиацци (1746-1826) 1 января 1801 года, в первую ночь нового ХIХ столетия, открыл небольшую планету, получившую название Церера. Правда, новая планета оказалась разочаровывающе маленькой - по современным данным ее диаметр примерно в 14 раз меньше земного, но среднее расстояние от Солнца до Цереры оказалось равным 2,77 а.е., что почти точно соответствовало расстоянию, предсказываемому формулой Тициуса для планеты номер 5. В течение последующих семи лет примерно на таком же удалении от Солнца было обнаружено три еще меньших, чем Церера, новых планеты - Паллада, Юнона и Веста. Так было положено начало открытию пояса астероидов.

Первооткрыватель Паллады и Весты немецкий астроном Генрих Ольберс (1758-1840) предположил, что в прошлом на расстоянии около 2,8 а.е. от Солнца существовала большая планета, которая вследствие какой-то крупной катастрофы распалась на множество небольших осколков. Гипотетической погибшей планете даже дали свое название - Фаэтон, и хотя не все астрономы соглашались с идеей Ольберса, но после открытия первых четырех астероидов уже мало кто сомневался в объективности правила Тициуса. В любом случае, в области, в которой это правило предписывало находиться планете номер 5, существовали реальные небесные тела. Заметим, что согласно современным представлениям гипотетического Фаэтона никогда не было, а астероиды представляют собой не разрушившуюся, а, напротив, несформировавшуюся планету.

В 1846 году была найдена еще одна планета Солнечной системы - Нептун. История его открытия широко известна - отклонения в движении Урана от правильной эллиптической орбиты, которые не могли быть полностью объяснены гравитационным влиянием Юпитера и Сатурна, позволяли предполагать существование крупной “заурановой” планеты. Анализируя неправильности в движении Урана, англичанин Джон Адамс (1819-1892) и француз Урбен Леверье (1811-1877) независимо друг от друга и почти одновременно смогли очень точно предвычислить положение на небе гипотетической планеты. Новая планета была обнаружена немецким астрономом Иоганном Галле (1812-1910), который получил от Леверье письмо с указанием ее предполагаемых координат. Открытие Нептуна стало выдающимся триумфом науки, но интересно, что и Адамс, и Леверье полагали, что искомая ими планета находится на расстоянии, предсказываемом правилом Тициуса для планеты номер 9. В действительности же расстояние от Солнца до Нептуна оказалось значительно меньше - не 38,8 а.е., а всего лишь 30,07 а.е. После того, как это было выяснено, интерес к правилу Тициуса постепенно угас.

О правиле Тициуса снова вспомнили в 1930 году, когда американский астроном Клайд Томбоу обнаружил еще одну планету - Плутон, среднее удаление которой от Солнца оказалось равным 39,44 а.е. В соответствии с правилом Тициуса примерно на таком расстоянии должна находиться планета номер 9. Однако, “предсказание” Плутона следует считать не более чем случайным совпадением, ведь Нептун, который более чем в 8 000 раз превосходит Плутон по массе, пришлось бы считать “лишней” планетой Солнечной системы.

НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОРБИТАЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ПЛАНЕТ

ОСЕВОЕ ВРАЩЕНИЕ ПЛАНЕТ

* - знак “минус” указывает на обратное направление вращения.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: