Литературные узоры

Пояснение: Знакомое зрелище для астрономов из северного полушария — туманность Кольцо (M57) — находится на расстоянии около двух тысяч световых лет в "музыкальном" созвездии Лиры. Диаметр центрального кольца — около одного светового года, однако на этом удивительно глубоком изображении, объединившем данные, полученные на двух разных телескопах, можно исследовать имеющие форму дуг волокна светящегося газа, простирающиеся намного дальше от центральной звезды туманности. Конечно, происхождение светящегося вещества в этом хорошо изученном образце планетарных туманностей никак не связано с планетами. На самом деле газовый покров — это сброшенные внешние слои умирающей звезды, похожей на Солнце. Полная экспозиция для создания этого составного изображения превысила 16 часов, узкополосные фильтры использовались для регистрации красного излучения атомов водорода. Излучение сине-зеленого цвета создается более горячими атомами кислорода в кольце. Гораздо более далекая спиральная галактика IC 1296 видна выше и правее M57.

Пояснение: Почему в последнее время Солнце такое спокойное? Никто не может дать определенного ответа. За последний год на нашем Солнце возникло всего несколько активных областей, с которыми было связано очень малое число солнечных пятен. Такой продолжительный период относительного спокойствия достаточно необычен. Хорошо известно, что сейчас наше Солнце находится в переходном периоде между солнечными циклами — солнечном минимуме, когда его активность сильно ослабевает. Все же почти полное отсутствие признаков активности на поверхности необычно даже для солнечного минимума, такая низкая активность не наблюдалась уже несколько десятилетий. Однако несколько дней назад на Солнце появилась настоящая активная область, в которой есть и солнечные пятна. Она продолжает видимое движение по солнечному диску из-за вращения Солнца. Изображение этой активной области, получившей номер 1002 (AR 1002), вчера было получено в ультрафиолетовом свете космическим аппаратом СОХО, который обращается вокруг Солнца, находясь около Земли. Последние данные с космического аппарата Улисс, движущегося по Солнечной системе, показывают, что кроме спокойствия на поверхности Солнца, наблюдается также наименьшая за пятьдесят лет интенсивность солнечного ветра. Однако, согласно предсказаниям, на нашем Солнце будет возникать все больше активных областей со все большим числом солнечных пятен и вспышек, так как примерно через четыре года наступит очередной солнечный максимум.

СПИРАЛЬНЫЕ РУКИ ГАЛАКТИКИ "ПЕРЕБРАСЫВАЛИ" СОЛНЦЕ

Наше Солнце могло перемещаться по галактике – к такому выводу пришли американские ученые. Это утверждение заставит пересмотреть наши представления об эволюции галактик.

Долгое время ученые считали, что звезды не меняют своего местожительства, они светят там, где и родились. В последнее время этот тезис все больше подвергается сомнениям. Новая модель, разработанная американскими учеными, говорит о том, что, по крайней мере, в галактиках подобных Млечному пути такие звезды как Солнце могут перемещаться на большое расстояние.

А если Солнце, действительно, переместилось на значительное расстояние за время своей жизни - четыре с половиной миллиарда лет? Тогда нам все труднее рассуждать о том, где и как может развиваться жизнь в галактике, считает автор исследования Рок Роскар (Rok Roškar) из Вашингтонского университета.
Вместе с коллегами из США, Англии и Канады Роскар разработал модель, которая описывает образование и развитие галактического диска из материи в течение четырех миллиардов лет после Большого взрыва. Для этого ученым понадобилось сто тысяч часов работы компьютерных кластеров и суперкомпьютера Вашингтонского и Техасского университета.

Если звезда, вращающаяся вокруг центра галактики, оказывается на пути спиральной руки, то, как раньше считали ученые, ее орбита вытягивается. Однако, как показывает новая модель, орбиты некоторых звезд при этом могут увеличиваться или уменьшаться, но остаются круговыми. И наше Солнце за 4,59 миллиардов лет жизни могло подбираться либо ближе к центру галактики, либо отлетать дальше от него.

Такая миграция звезд, видимо, связана с наличием у галактик спиральных рук, протянувшихся через галактику, как в Млечном пути, считает Роскар. Перемещением звезд можно объяснить и другие космические загадки, например, необычный химический состав звезд рядом с нашей Солнечной системой.

Несмотря на то, что наша модель идеальная, мы считаем, что она отражает процесс образования галактик типа Млечного пути, замечает Роскар хотя нелегко проводить исследования, когда мы живем внутри самой галактики и не видим ее со стороны. Есть данные, которые говорят о том, что похожая миграция звезд происходит в других галактиках. Ученый подчеркивает, что это не первое исследование миграции звезд на большие расстояния внутри галактики, но впервые удалось показать, как происходит такое перемещение в модели растущего галактического диска.

Ученые планируют создать модели с разными видами галактических дисков и затем определить, будут ли звезды перемещаться на большие расстояния внутри других типов галактик.

Источник: агентство "Информнаука" со ссылкой на University of Washington News

Авторы: Группа обработки изображений Кассини, Институт космических исследований, Лаборатория реактивного движения, Европейское космическое агентство, НАСА
Перевод: Д.Ю.Цветков
Пояснение: Почему Сатурн оказался окрашен в такие странные цвета? Автоматический космический аппарат Кассини, который в настоящее время обращается вокруг Сатурна, передал изображения, показывающие, что на северном полушарии украшенной самыми замечательными кольцами планеты Солнечной системы с 2004 года, когда Кассини подлетел к ней, произошли заметные изменения, и теперь оно окрашено в необычные, неожиданные цвета. Причины этого пока не понятны. Хотя пока неизвестно, почему возникла окраска Сатурна, предполагается, что недавнее изменение цветов связано со сменой времен года. На этой картинке необычные цвета видны севернее темных теней колец. Тонкая, как бритва плоскость, в которой находятся составляющие кольца частицы, видна почти точно сбоку и пересекает нижнюю часть изображения. Покрытый облаками Титан нависает над кольцами, а при внимательном рассмотрении картинки на ней можно найти еще три спутника. Кассини прибыл к Сатурну в 2004 году, и переданные им данные и изображения не только способствовали лучшему пониманию атмосферы, спутников и колец этого далекого мира, но и привели к появлению новых загадок.

Европейский спутник COROT позволил астрономам открыть ещё одну "планету" около чужой звезды. Событие не было бы "из ряда вон", однако параметры нового мира заставили специалистов буквально схватиться за голову.

Только в прошлом году охотник за экстрасолнечными планетами COROT открыл свой счёт, и вот теперь сенсационная новость: спутник нашёл космическое тело, в реальность которого некоторые астрономы просто не могут поверить. Назван этот объект CoRoT-Exo-3b. Диаметр его примерно равен диаметру Юпитера, однако масса — превосходит массу последнего в 21,6 раза!

Родительская звезда этой "планеты" — немного больше Солнца. А орбита CoRoT-Exo-3b — очень короткая: с периодом всего в четыре дня и шесть часов.

Если это тело считать планетой, то она будет самой тяжёлой и самой плотной из всех нам известных. Кстати, средняя плотность этого объекта вдвое выше плотности свинца.

Формально CoRoT-Exo-3b можно было бы отнести к коричневым карликам (до сих пор обсуждаемая граница между ними и газовыми гигантами проходит примерно по 13 массам Юпитера), только вот никакой коричневый карлик не вращается столь близко от своей звезды, и вообще — обычно это самостоятельные объекты.

Тут надо пояснить, что границу между планетами и "недозвёздами" — коричневыми карликами — размывают не только разнообразные физические параметры (масса, диаметр), но и любопытные вопросы о происхождении таких объектов. И именно то, как же смог сформироваться столь массивный и плотный мир в такой необычайно близости от своей звезды — не могут понять исследователи.

Сюзанна Эгрэйн из университета Эксетера поясняет: "Нет чёткого консенсуса среди учёных, где можно провести точную границу между планетами и коричневыми карликами. Не было до сих пор найдено ни одного объекта, который подходил бы настолько близко к этой границе и при этом бегал бы вокруг звезды так быстро. Многие астрономы начали думать, что таких объектов просто не существует".

"Конечно, это может быть редкий объект, который COROT обнаружил по чистой случайности, — комментирует Франсуа Буше из Парижского астрофизического института, другой участник команды первооткрывателей, — но он может быть также первым членом нового семейства очень массивных планет, которые образуются около звёзд более тяжёлых, чем наше Солнце. Как теперь представляется, есть тенденция: более массивные звёзды обладают более массивными планетами".

"Поиски объектов с орбитальными периодами, меньшими, чем 10 дней, вращающихся вокруг звёзд, длятся уже почти 15 лет. В течение этого времени учёные сталкивались как с такими планетами массой до 12 Юпитеров, так и со звёздами-компаньонами "весом" в 70 Юпитеров, но ни разу не видели объекты между этими двумя значениями. Вот почему CoRoT-Exo-3b с массой в 20 Юпитеров оказался таким сюрпризом", — отмечает в своём пресс-релизе Европейское космическое агентство. Об этом сообщает MEMBRANA.

Рафаил НУДЕЛЬМАН

Более полувека назад американский астроном Джерард Петер Койпер высказал мысль, что далеко за орбитой последней крупной планеты (Нептун) могла когда-то существовать самая крайняя часть того протопланетного облака, из которого возникла Солнечная система, — часть, не вошедшая в состав планет в процессе их образования. Койпер не был ни первым, ни последним, кто высказал такое предположение. Более того, сам он думал, что небесные тела, когда-то населявшие эти окраины, вряд ли сохранились до наших дней, потому что воздействие крупных планет должно было вытолкнуть их из Солнечной системы. Но когда в 1990-е годы астрономы направили туда новые мощные телескопы и, к своему удивлению, действительно обнаружили там множество небесных тел, обращающихся вокруг Солнца, они дали этому сборищу название "пояс Койпера". (Конечно, это было иронией судьбы, потому что Койпер-то отрицал, что подобные тела еще существуют.) С тех пор число объектов, обнаруженных в этом поясе, перевалило за тысячу (и астрономы думают, что их там сотни тысяч), а их удивительные свойства сделали пояс Койпера едва ли не самой загадочной частью Солнечной системы.

Начать с того, что там обнаружились тела, размер и масса которых были сравнимы с параметрами Плутона, до тех пор считавшегося "девятой планетой" (один из этих объектов, Эрида, оказался даже на целых 27 процентов массивнее Плутона). Стало очевидно, что Плутон является не одной из обычных планет, а просто ближайшим (и потому первым замеченным) объектом из этого огромного сообщества малых тел, имеющих общее происхождение и особенности.

Это, понятно, вызвало необходимость уточнить, что можно считать планетой вообще. Сегодня по ту сторону орбиты Нептуна найдено уже более десятка крупных объектов (хотя астрономы уверены, что их намного больше), и благодаря этому выявились их общие признаки. Оказалось, что хотя все они почти шарообразны и обращаются вокруг Солнца, как обычные планеты, но отличаются от последних тем, что не так уж разительно превосходят других своих соседей. Если Земля, например, в миллионы раз больше, чем все вместе взятые метеориты и астероиды, проходящие рядом с ней, то Эрида или Плутон в 10—13 раз меньше суммы масс своих ближайших соседей, потому что не сумели вырасти за их счет.

Поэтому Международный Астрономический Союз в конце концов отказал этим телам (включая Плутон) в планетном статусе и выделил их в особый разряд "карликовых планет" (см. "З—С", 10/06, 12/06). По сути, это означает, что "планетой" можно называть лишь такое небесное тело, которое в процессе своего образования вобрало в себя практически весь находившийся на его орбитальном пути "строительный материал" первичного облака. Иными словами, в окрестности орбиты планеты не должно быть обломков, соударения с которыми могли бы изменить ее траекторию или выбросить с орбиты. Планеты расчищают себе "широкую орбитальную дорогу".

Среди объектов пояса Койпера есть весьма необычные. Скажем, Плутон со своим спутником Хароном (сравнимым с ним по величине) образуют "двойную систему" (сейчас известно, что почти треть транснептуновых объектов — ТНО — являются двойными). Так, ТНО под номером 2003EL61, открытый в 2003 году, имеет форму продолговатой дыни, а не шара, и окружен облаком более мелких "лун", движущихся почти по той же орбите, — видимо, остатков какого-то древнего столкновения, — а Седна имеет такую вытянутую орбиту, что удаляется от Солнца на 900 астрономических единиц (астрономическая единица — это расстояние от Солнца до Земли).

Но, как оказалось, еще более интересным является строение пояса Койпера как целого, выявившееся при изучении составляющих его объектов. Этот пояс не такой плоский, как, скажем, кольца Сатурна, хотя тоже окружает Солнечную систему концентрическим кольцом. Орбиты тел, образующих пояс Койпера, не лежат в одной плоскости, а заполняют этакий "космический бублик", то есть некоторые объекты движутся вокруг Солнца почти в той же плоскости, что и обычные планеты, орбиты других наклонены к ней на добрых 20 градусов, а третьих — больше, чем на 30 градусов. Свойства объектов в каждой из групп тоже разные, и это позволило астрономам произвести их классификацию, которая, видимо, отражает какое-то существенное различие в их происхождении.

Объекты первой группы, не очень "рвущиеся прочь" из плоскости обращения обычных планет, назвали "холодными кьюбиуанами", по названию первого из них, открытого в 1992 году и получившего номер 1992 QB-1, что по-английски звучало как "Кьюбиуан". Сюда входят такие "гиганты карликового мира", как третий после Эриды и Плутона FY-9 и чуть меньший Кваовар.

Объекты третьей группы, высоко "подпрыгнувшие" над плоскостью обычных планет, как молекулы горячего пара над поверхностью воды, назвали "горячими кьюбиуанами". И те, и другие — "кьюбиуаны", потому что у них есть общее — даже самые вытянутые орбиты этих тел нигде не приближаются к орбите Нептуна, а всегда остаются внутри "бублика", на расстоянии 40—45 астрономических единиц от Солнца (Нептун находится от него на расстоянии почти 30 астрономических единиц).

Зато объекты второй группы — их назвали "плутиносы", то есть, в переводе с итальянского, "маленькие плутончики", за сходство их орбит с плутоновской, — имеют такие вытянутые орбиты, что в ближайшей к Солнцу точке подходят к нему ближе Нептуна. У всех у них, включая сам Плутон, почти одинаковый период обращения — около 250 лет, и это значит, что они совершают 2 полных оборота вокруг Солнца за то время, что Нептун совершает три.

Это очень важное числовое совпадение. Оно имеет существенные физические последствия, потому что при таком соотношении периодов каждый плутинос раз в два своих "года" оказывается на том же самом расстоянии от Нептуна (у которого прошло точно три "года"). Такую ситуацию, когда два тела, после какого-то целого числа оборотов, снова оказываются в том же положении друг относительно друга, астрономы назвали "орбитальным резонансом". Резонансы могут быть и между большими планетами, и вообще между любыми двумя телами, причем с самыми разными последствиями.

Например, плутиносы, хотя и заходят внутрь орбиты Нептуна, никогда не приближаются к нему так близко, чтобы их орбиты сильно исказились, ибо резонанс 2:3 приводит к тому, что они всегда остаются на большом расстоянии от него. Но есть и такие "разрушительные" резонансы, которые нарушают устойчивость, и тогда орбита малой планетки после многих повторений резонанса искажается так, что та вообще уходит из пояса Койпера — либо прочь из Солнечной системы, либо, напротив, внутрь нее. В первом случае на месте ушедшихТНО в поясе Койпера должна возникнуть пустая "щель". А во втором случае эти ТНО должны появиться в Солнечной системе ближе Нептуна, и, как считают, именно таково происхождение так называемых Кентавров — ледяных небесных тел, чьи орбиты беспорядочно заполняют пространство между Нептуном и Юпитером.

Вернемся, однако, к поясу Койпера. Кьюбиуаны представляют собой основное население той его части, которую астрономы называют сегодня "классическим" поясом Койпера ("холодные" кьюбиуаны составляют при этом две трети этого населения, а "горячие" — одну треть). Пояс Койпера имеет две загадочные особенности. Во-первых, он не истончается постепенно, как можно было бы ожидать от остатков первичного газопылевого облака, из которого некогда образовалось Солнце и его планеты, а почему-то резко обрывается на расстоянии 50 астрономических единиц от Солнца, будто срезанный, так что дальше практически никаких ТНО нет. А во-вторых, даже внутри пояса Койпера есть "пустоты", где число ТНО очень мало, то есть он похож, скорее, на разделенную щелями систему колец Сатурна, чем на сплошной пояс.

Вторую из этих особенностей можно объяснить резонансными взаимодействиями, и, действительно, эти щели в поясе Койпера находятся именно там, где орбиты ТНО оказываются в тех или иных "разрушительных" резонансах с Нептуном. Однако так можно объяснить только щели в поясе, но не полный его обрыв. Поэтому для обрыва предлагаются разные другие объяснения.

Например, исследователи Патрик Лукавка и Тадаси Мукаи из университета в Кобе считают, что обрыв пояса обусловлен наличием за ним, еще дальше от Нептуна (на расстоянии 60 — 90 астрономических единиц), невидимой планеты Х, но не карликовой, а уже обычной, величиной с Марс или даже немного больше, которая в процессе образования Солнечной системы была вышвырнута на окраину и теперь вращается там по сильно эллиптической орбите. Всякая достаточно большая планета "подметает" весь материал по обе стороны от своей орбиты, и та планета Х, существование которой постулируют эти ученые, тоже могла "подмести" к себе все тела пояса Койпера, которые когда-то находились дальше 50 астрономических единиц. Невидимость же этой планеты Х японские астрономы объясняют тем, что ее орбита перпендикулярна плоскости обращения остальных планет, что делает ее крайне трудной для обнаружения.

Разумеется, все это объяснение не является произвольным — за ним стоит длительный компьютерный расчет взаимодействий того или иного типа "планеты Х" с телами на окраине пояса Койпера. На таком же методе компьютерного моделирования с выбором наилучшего варианта основаны также гипотезы другой группы исследователей — авторов и сторонников так называемой "модели Ниццы" во главе с А. Морбиделли, Х. Левисоном, Р. Гомесом и К. Циганисом.

"Модель Ниццы" родилась как попытка ответить на три нерешенных вопроса истории Солнечной системы: как возникли нынешние орбиты планет, каким образом у Юпитера появились его так называемые "Троянские спутники" и почему на ранних этапах существования Солнечной системы небольшие внутренние планеты подверглись внезапной и весьма интенсивной бомбардировке огромными астероидами и метеоритами.

Все эти три вопроса авторы сумели объяснить, приняв, что большие планеты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) поначалу образовались ближе к Солнцу, окруженные огромным облаком небесных тел разного размера, и лишь в результате взаимодействий друг с другом перемещались на привычные нам орбиты. Юпитер дрейфовал внутрь Солнечной системы, остальные — наружу. Расчеты показали, что на первом этапе планеты сдвигались плавно, но затем, когда Юпитер и Сатурн разошлись так, что оказались в резонансе 1:2, их воздействие на остальные планеты и астероиды стало необычайно разрушительным. В течение нескольких миллионов лет вся Солнечная система переживала период потрясений, и многие окраинные тела были сорваны со своих орбит и брошены, как бомбы, на малые внутренние планеты (в далеком прошлом те пережили эпоху "бомбардировки", см. "З—С", 12/02). На третьем этапе, по той же модели, большие планеты, продолжая взаимодействовать с оставшимися на окраине Солнечной системы телами, вышли на свои нынешние орбиты.

Как показали дальнейшие исследования, "модель Ниццы" тоже может на свой лад объяснить загадки пояса Койпера. По этой модели, протооблако, из которого образовалась Солнечная система, вначале кончалось на месте нынешнего Нептуна, в 30 — 35 астрономических единицах от Солнца. То место, где сейчас находится пояс Койпера, было пустым. Но когда Юпитер и Сатурн оказались в резонансе, значительная часть окраинных тел протооблака была заброшена еще дальше, до 50 астрономических единиц, а после того, как Сатурн вырвался из резонанса с Юпитером, эти тела там и остались, образовав пояс Койпера. В своей недавней работе авторы "модели Ниццы" показали, что при некоторых, вполне правдоподобных предположениях расчетная модель подтверждает, что пояс Койпера должен резко обрываться в 45 — 50 астрономических единицах от Солнца, как это и есть на самом деле.

Модель объясняет также появление главных групп ТНО. Когда Нептун, выходя на свою нынешнюю орбиту, оказался рядом с только что возникшим поясом Койпера, он произвел возмущения в орбитах тамошних тел (см. также "З—С", 3/07). Часть из них, находившаяся на орбитах, близких к резонансу 2:3 с Нептуном, постепенно перешла на устойчивые орбиты, точно соответствующие этому резонансу, — так появились плутиносы, включая и сам Плутон с Хароном. Другие же тела были вброшены внутрь Солнечной системы, образовав группу Кентавров, и некоторые из них снова попали в резонанс, только резонанс стабилизирующий (1:1), причем не только с Нептуном, но и с Юпитером, в результате чего стали Троянцами. На их месте в поясе Койпера возникли те пустоты, которые астрономы наблюдают сегодня. Наконец, не претерпели изменений орбиты тех тел, которые не были ни в каком резонансе, — они создали группу кьюбиуанов.

Расчеты показывают также, что некоторые из тел первичного пояса Койпера, очевидно, были выброшены ("рассеяны") не внутрь Солнечной системы, а наружу. И действительно, такие тела нашлись. Они образуют особую группу "рассеянных ТНО", типичным представителем которых является Эрида, имеющая такую вытянутую орбиту, что она лишь частично остается в поясе Койпера: в перигелии она отстоит от Солнца на 38 астрономических единиц, в афелии почти на 100 астрономических единиц, что вдвое дальше внешней границы пояса Койпера. Впрочем, орбиты Эриды и ей подобных отличаются еще и тем, что они почти "вертикальны", то есть лежат в плоскости, перпендикулярной плоскости обращения планет. Судя по всему, дальнейшая судьба этих тел — быть полностью выброшенными не только из пояса Койпера, но, возможно, из Солнечной системы вообще.

Ну, а последнюю главу в нашей "повести о поясе Койпера" следует, конечно, отвести Седне (см. также "З—С" 7/04). Этот уникальный транснептуновый объект, обнаруженный в 2003 году Майклом Брауном и его коллегами, даже в перигелии (76 астрономических единиц) не входит в пояс Койпера, а уж в афелии вообще удаляется от Солнца на 978 астрономических единиц, и таким образом его полный оборот занимает 12 тысяч лет! Седна вечно находится в глубинах ледяной космической ночи, что соответствует ее названию — Седной эскимосы называют богиню холодного моря. Хорошо, что она сейчас находится почти в перигелии, иначе ее вряд ли бы заметили. Ее относят сегодня к особой группе "далеко рассеянных" или, иначе, "отделенных" (от пояса Койпера) ТНО. Происхождение их совершенно не ясно, и на сей счет имеется лишь несколько впечатляющих гипотез.

По расчетам Левисона и Морбиделли, орбиты этих тел так странно вытянулись в результате воздействия звезды, прошедшей вблизи Солнца (на расстоянии 800 астрономических единиц) "на заре туманной юности" — в первые 100 миллионов лет его существования. Менее вероятный, но зато лучше объясняющий орбиту Седны сценарий говорит, что она была вырвана Солнцем у проходившего мимо бурого карлика (в 20 раз меньшего, чем Солнце), спутником которого она была. Р.Гомес, наоборот, полагает, что Седну притягивает к себе крупная планета, возможно, прячущаяся в так называемом облаке Оорта (см. "З—С", 7/04), окружающем Солнечную систему на расстоянии 50 — 100 тысяч астрономических единиц или
еще ближе (оттуда приходят те долгопериодические кометы, которые время от времени вторгаются внутрь Солнечной системы). По расчетам Гомеса, скрытая планета с массой Юпитера могла бы это сделать, будь она на расстоянии 50 тысяч астрономических единиц, планета с массой Нептуна — с расстояния 2000 астрономических единиц, а планета с массой Земли — даже с расстояния в 1000 астрономических единиц. Развивая эту мысль, Лукавка и Мукаи, повторюсь, назвали виновником перехода Седны на ее нынешнюю орбиту планету еще меньших размеров, расположенную еще ближе к Солнцу, — свою пресловутую планету Х. Как бы то ни было — ужасная судьба у этих не то пленников, не то изгнанников.

В пикировке двух звезд рождается Седна?

Как признают астрономы, "Седна сразу же заняла место "планеты-изгоя", ранее принадлежавшее Плутону. Ее сильно вытянутая орбита снова нарушила устоявшиеся представления о Солнечной системе".

Орбита Седны, несомненно, была изначально круговой. Ее не могли трансформировать ни маленький Плутон, ни огромный Нептун, поскольку они находились слишком далеко. В таком случае почему бы не объяснить изменение этой орбиты некими внешними факторами, игрой космических сил, действующих за пределами Солнечной системы?

По расчетам американских астрономов Скотта Кениона и Бенджамина Бромли, более четырех миллиардов лет назад Солнце сблизилось с некой звездой, тоже окруженной вереницей планет. Расстояние между ними составило всего 150 —200 астрономических единиц. На периферии обеих планетных систем, на расстояниях свыше 50 астрономических единиц от материнской звезды, очевидно, все перемешалось во время этого рандеву. Возможно, чужая звезда увлекла за собой некоторые наиболее крупные объекты, находившиеся на окраине Солнечной системы, поэтому Седна так удалилась от Солнца. Если бы обе звезды подошли еще ближе друг к другу, то и Нептун изменил бы свою орбиту и вместо круга описывал бы эллипс.

Но есть и другая, прямо противоположная гипотеза. Возможно, Седна первоначально обращалась вокруг чужой звезды и затем покинула ее. Вероятность этого события составляет 10 процентов. Вместе с ней из "космической тьмы" на сторону Солнца могли переметнуться от нескольких тысяч до нескольких миллионов небесных тел, которым был уготован "светлый плен". В таком случае на периферии Солнечной системы находится вещество другой звездной системы. Зачастую орбиты этих новых спутников Солнца наклонены к центральной плоскости Солнечной системы под очень большими углами, превышающими 40 градусов.

В настоящее время в радиусе четырех световых лет от Солнца нет ни одной звезды, однако около четырех с половиной миллиардов лет назад все могло обстоять иначе. Ведь новые светила чаще всего рождаются целыми группами из сотен и даже тысяч звезд.

Александр ГРУДИНКИН

История открытия Нептуна похожа на приключенческий роман. Впрочем, истинное открытие самой дальней из исполинских планет произошло 24 августа 1989 года, когда вблизи нее пролетел американский зонд "Вояджер-2". До сих пор природа Нептуна вызывает немало вопросов у исследователей.

Лед и пламень научных споров

В декабре 1612-го и январе 1613 года Галилео Галилей, направляя в небо телескоп, дважды всматривался в неприметную звездочку, о чем и сообщал в своем журнале наблюдений. Он не придал особого значения очередному тусклому пятнышку на небосклоне. Быть может, приглядись он тогда к этой "точке во тьме", то приметил бы, что она движется, и тогда история исследования Солнечной системы пошла бы иным путем. Ведь невзрачное пятно, по которому скользнул взглядом Галилей, было планетой Нептун, открытой лишь в 1846 году.

За много лет до этого, в 1781 году, английский музыкант и астроном Уильям Гершель вместе со своей сестрой Каролиной открыл планету Уран. Однако через некоторое время была замечена странная вещь. Новая планета не подчинялась закону Ньютона. Она неизменно отклонялась от расчетной траектории. Порой расхождение достигало двух угловых минут. Для астрономии это — огромная разница.

Самые смелые исследователи заподозрили, что Уран столкнулся с кометой и теперь "кувыркается", не имея возможности вернуться на расчетную орбиту, или же неподалеку от него находится неизвестная планета. И все-таки общее мнение астрономов склонялось к тому, что "мы не сумели пока с надлежащей точностью вычислить гравитационное воздействие Сатурна, а потому ошибаемся, предписывая Урану орбиту".

Лишь в середине XIX века английский астроном Джон Адамс и его французский коллега Урбен Леверье независимо друг от друга вычислили орбиту гипотетической планеты, и вскоре, 23 сентября 1846 года, та была найдена в предначертанном ей месте небосвода. То был триумф ньютоновской механики. Стало ясно, что к любым "возмущениям" в движениях небесных тел надо относиться всерьез.
Немедленно в английских и французских газетах разгорелся ожесточенный спор о приоритете. Коллеги-соперники были воистину лед и пламень, фанфары и сурдина.

Леверье с размахом чествовали в Париже и позднее произвели в офицеры Почетного легиона. В Парижском университете для него была основана кафедра астрономии. Он стал почетным членом академий наук в Санкт-Петербурге и Геттингене. Он благожелательно отнесся и к тому, чтобы новую планету назвали его именем. Узнав об этом, английский астроном У. Смит, некоторое время возглавлявший Королевское астрономическое общество, заметил своему коллеге, Джорджу Эри: "Подумайте только, как неприятно было бы, если бы следующую планету открыл немец, какой-нибудь Бугге, или Функ, или Ваш косматый друг Богуславский".

Джон Адамс же с присущей ему природной скромностью отказался от рыцарского звания, предложенного королевой Викторией (впрочем, позднее его дважды избирали председателем Королевского астрономического общества).

Игра в снежки на просторах космоса

Новая планета, подобно другим планетам-гигантам, представляла собой огромный газовый шар. Назвали ее Нептуном — по имени древнеримского бога морей. В том имени, как оказалось, было нечто провидческое.

По-настоящему исследование этой планеты началось лишь в последние двадцать лет. В августе 1989 года возле нее пролетел американский зонд "Вояджер-2", а с апреля 1995 года за ней наблюдает космический телескоп имени Хаббла.

Именно "Вояджер-2" добавил к известным ранее спутникам Нептуна — Тритону и Нереиде — шесть новых. Обнаружил у планеты магнитное поле, которое немного слабее земного. Заметил, что на Нептуне бушевали мощные циклоны. Здесь беспрерывно проносились потоки водорода, гелия и метана. В вечной полутьме зарождались грандиозные ураганы. Скорость ветра порой достигала скорости звука. На планету немилосердно обрушивались то хлопья метанового снега, то метановые ливни. Это на соседнем Уране царил ледяной покой. Это на нем не было и следа бурь. Здесь же, на Нептуне, не было затишья. Здесь воплотился хаос — хаос, давший начало жизни на Земле.

Только теперь нам открывается, что Нептун решительно повлиял на судьбу Солнечной системы. Древний бог, подаривший планете имя, по своей воле менял бег кораблей в море. Дальняя планета по своей власти меняла орбиты других небесных тел. Нептун земной владел всеми водами на нашей планете, а Нептун небесный даровал Земле воду — и жизнь.

Когда Солнечная система возникла из газопылевого облака, тогда образовалось множество сгустков — "планетезималей", то есть маленьких планет. Остатки этой россыпи тел все еще пребывают в поясе астероидов, пролегающем между орбитами Марса и Юпитера. Они — источник постоянной угрозы для Земли, ведь при любом столкновении двух астероидов оба они сходят с орбит и мчатся в сторону Солнца. Если на их пути окажется Земля, не миновать катастрофы.

В то же время сила притяжения планет-гигантов очень велика, а потому им не раз удавалось "перехватывать" своевольные космические глыбы. Сталкиваясь с ними, планеты получали дополнительную энергию и ускоряли свое движение, из-за этого несколько удаляясь от Солнца. Особенно повлияли эти соударения на Нептун. Его орбита стала шире на треть. Перемещаясь на окраину Солнечной системы, он "вытолкнул" туда множество объектов, составивших еще один пояс астероидов — пояс Койпера, как показали в недавно созданной модели американский астроном Харольд Льюисон и его французский коллега Алессандро Морбиделли.

Удалившись от Солнца, Нептун потревожил и облако Оорта — кометное облако, окружающее Солнечную систему. Привычный бег комет нарушился. Одна за другой они устремлялись к Солнцу, и многие сталкивались с Землей. Случись такое сегодня, это была бы катастрофа, угрожавшая жизни на нашей планете. Однако в те незапамятные времена удары комет стали для Земли благом. Глыбы льда, разбиваясь о поверхность планеты, приносили сюда воду. Благодаря ей на Земле и зародилась жизнь.

Страдания случайного Тритона

Как на Земле, на Нептуне, похоже, чередуются времена года. В начале этого десятилетия облака в южном полушарии планеты стали заметно шире и светлее. Это свидетельствует о сезонных колебаниях солнечного излучения, напоминающих смену времен года. На экваторе таких изменений почти не наблюдалось. Вот только "лето" или "зима" длятся на Нептуне невероятно долго — около сорока земных лет, ведь планета совершает один оборот вокруг Солнца за 165 лет.

Наблюдения за Нептуном пополнили и череду его спутников. В 2002 — 2003 годах американский астроном М. Холман и его канадский коллега Дж. Дж. Кавелаарс обнаружили сразу пять неизвестных спутников. Диаметр найденных объектов составляет от 31 до 54 километров. Три из них вращаются в том же направлении, что и Нептун, а два спешат ему навстречу. По-видимому, все они когда-то были захвачены Нептуном.

Теперь мы знаем, что планеты-гиганты окружены не только лунами, сформировавшимися вместе с ними. Некоторые из спутников — прежде всего небольшие — это астероиды, пролетавшие в непосредственной близости от планет и ими плененные. На фоне других сателлитов они выделяются своими эллиптическими, сильно вытянутыми орбитами, так не похожими на привычные круговые.

Со временем в окрестности Нептуна будут обнаружены еще более мелкие луны. Но, конечно, особое внимание привлекает самая крупная луна — Тритон. Ее диаметр — 2700 километров — соизмерим с размерами Плутона. Ведет она себя своевольно.

Так, все большие планеты и почти все их спутники движутся в одном и том же направлении — в том, в каком кружилось газопылевое облако, когда-то породившее их. А вот Тритон спешит в обратную сторону. Очевидно, он тоже был самостоятельным небесным телом, которое случайно захватил Нептун. Недавно исследователи из Калифорнийского и Мэри-лендского университетов, К. Агнор и Д. Хамильтон, воссоздали реалистичную картину "пленения" Тритона.

Прежде бытовали две гипотезы. По одной, Тритон, покинув пояс Койпера, случайно столкнулся со спутником Нептуна. Пострадавший объект был достаточно крупным, чтобы задержать Тритон и погасить его скорость. Но расчеты показывали, что вероятность такой коллизии очень мала. По другой версии, Тритон, пролетая сквозь атмосферу Нептуна, потерял скорость. Однако ее плотность все же недостаточна, чтобы затормозить такую махину, как Тритон.

В новой модели рядом с Тритоном неожиданно появился массивный спутник, почти равный ему по размерам. Они вращались вокруг общего для них центра тяжести, а также совершали вращательное движение вокруг Солнца, постепенно перемещаясь в сторону Нептуна. Эта пара напоминала другую неразлучную компанию, блуждающую по окраине Солнечной системы: Плутон и Харон. Когда, наконец, Тритон и его двойник приблизились к Нептуну, то одного из гостей, более медлительного, исполин успел "схватить", а другой — попроворнее — ускользнул, и следы его растворились в космическом мраке. Если бы у Тритона не было напарника, помешавшего ему скрыться, то Нептун не справился бы с этим крупным объектом — настоящей "десятой планетой", подчеркивают авторы гипотезы, опубликовавшие свои расчеты на страницах журнала Nature.

Подобный сценарий справедлив при двух условиях.

В протопланетном облаке, где формировался Нептун, должно было зародиться немало каменных глыб размером с Тритон. Чем их больше, тем вероятнее было, что одна из них, вытесненная с привычной орбиты, долетит до Нептуна и там спутает все космические карты и иерархии, потеснив остальных сателлитов. Очевидно, такого добра и впрямь хватало: гипотетический протопланетный диск, из которого выкатился Нептун, весил раз в 50 больше, чем Земля, и раз в 500 больше пояса Койпера. Среди объектов пояса Койпера, где когда-то кружили "два-Тритон-два", должны сравнительно часто встречаться двойные планетные системы. В самом деле, наблюдения показывают, что у 10 — 15 % объектов, замеченных там, есть свои двойники, в том числе у трех из четырех самых крупных его представителей.

Со временем приключения Тритона продолжатся. Он находится всего в 350 тысячах километров от Нептуна, а это меньше, чем расстояние от Луны до Земли. Двигаясь по спирали, он сблизится с Нептуном. Пройдет несколько миллионов лет, и приливные силы разорвут его на части. Быть может, обломки этой луны пополнят кольца Нептуна или рухнут на планету.

Удивляет и природа Тритона. На поверхности этой луны, окруженной тонкой атмосферой, царит жуткий холод: -238 градусов Цельсия. Казалось бы, Тритон скован льдом, погружен в вечную спячку, но нет! Здесь бушуют особого рода вулканы — газовые гейзеры, выбрасывающие ввысь мощные струи азота. В Солнечной системе вулканические явления, по-видимому, наблюдаются еще лишь на Венере, Земле и Ио — спутнике Юпитера.

Однако причина вулканизма на Тритоне необычна. У нас на планете всему виной бывает тепло земных недр. Здесь же — скудный солнечный свет. Обращаясь вокруг Нептуна, Тритон все время повернут к Солнцу одной и той же стороной. Поэтому, как ни слабы солнечные лучи, долетающие сюда, они все же разогревают шапку льдов, сковавшую южный полюс Тритона. Азотный лед тает. Давление резко меняется, и пары азота бурно вырываются наружу. Их столб взмывает на высоту 8—10 километров.

Хозяева морей далеких созвездий

Мы очень плохо знаем Нептун и его спутники. К сожалению, в ближайшее время их не удастся исследовать с помощью космических аппаратов. Сейчас расположение планет Солнечной системы таково, что нельзя направить к Нептуну новый зонд, перебрасывая его от гравитационного поля одной планеты к другой, — так, как это было в восьмидесятые годы, когда совершали свой полет "Вояджеры". Поэтому Нептун еще долго будет хранить свои тайны...

... как хранят их внесолнечные планеты, напоминающие Нептун. Весной 2006 года астрономы Европейской Южной обсерватории, расположенной в пустыне Атакама (Чили), обнаружили внесолнечную систему, в которой имеются планеты, напоминающие Нептун и Уран. "Впервые мы обнаружили систему, состоящую из нескольких планет размером с Нептун", — подчеркивает швейцарский астроном Кристоф Ловис, руководивший наблюдением.

В 40 световых годах от Земли, возле звезды HD 69830 из созвездия Кормы, обращаются три планеты. Они массивнее Земли соответственно в 10, 12 и 18 раз (Нептун весит в 17 раз больше, чем Земля, а Уран — в 14,5 раза). Первые две планеты обращаются в непосредственной близости от светила, совершая оборот за 9 и 32 дня. Третья, самая массивная — вероятно, она состоит из каменного ядра, окруженного мощной атмосферой, — совершает оборот за 197 дней и находится на том же расстоянии от звезды, что и Венера — от Солнца.

Даже в Солнечной системе на таком расстоянии может сохраняться вода в жидком виде; упомянутая же звезда холоднее Солнца. Согласно расчетам астрономов, "звездный Нептун" находится на краю так называемой "зоны жизни", и в принципе там могли бы существовать живые организмы, но сказать что-либо увереннее нельзя. Отметим только одно: астрономы вплотную приблизились к поиску планет, напоминающих Землю и расположенных в "зоне жизни". Дорогу туда указывает повелитель вселенских вод — Нептун.

Визитная карточка Нептуна

Нептун расположен почти в 30 раз дальше от Солнца, чем Земля. Его диаметр достигает 50 тысяч километров, что в четыре раза больше диаметра Земли. Таким образом, объем Нептуна в 60 с лишним раз превышает объем Земли. Однако его масса лишь в 17 раз больше земной, ведь Нептун состоит вовсе не из железа, никеля или кремния, а представляет собой громадный газовый шар. Его химический состав напоминает состав Солнца (90% водорода, 10% гелия). Температура в верхних слоях атмосферы Нептуна достигает -210 градусов Цельсия. Впрочем, несмотря на такой холод, на Нептуне наблюдаются грандиозные бури.

В поясе Койпера недостача?

Астрономы обнаружили и описали уже более тысячи объектов, составляющих так называемый пояс Койпера, расположенный по ту сторону Нептуна. Некоторые достигают в поперечнике 1000 и более километров. Очевидно, они образовались путем слияния небольших небесных тел. Однако расчеты показывают, что подобные события будут происходить сравнительно часто, если суммарная масса пояса Койпера превышает массу Земли в десять раз. По результатам же наблюдений, она не составляет и десяти процентов земной массы. Но, может быть, на окраине Солнечной системы было когда-то "многолюднее", чем теперь, и лишь со временем пояс Койпера потерял 99% своей массы? Как показали Харольд Льюисон и Алессандро Морбиделли, в подобной гипотезе нет надобности. Некогда пояс Койпера располагался гораздо ближе к Земле, и лишь позднее Нептун оттеснил все эти астероиды на периферию нашей планетной системы.

Астроном из Калифорнийского университета (UCSC) восстановил историю Тритона, "аномального" спутника Нептуна: он движется по орбите в другую сторону, чем точки на поверхности планеты, и этим отличается от остальных "лун" Солнечной системы. По мнению Крэйга Эгнора, раньше Тритон был частью двойной системы из пояса Койпера.

Согласно прежним гипотезам, спутник был захвачен планетой-гигантом извне, однако расчеты не подтверждали такой сценарий: чтобы затормозить и "развернуть" инородное тело, сблизившееся с Нептуном, его гравитационного поля недостаточно. По другой версии, Тритон, прежде чем оказаться на постоянной орбите, врезался в Нептун и был отброшен, однако в этом случае энергии столкновения хватило бы, чтобы 2700-километровый спутник распался. Столь же маловероятным признали сценарий, согласно которому Тритон медленно останавливала атмосфера Нептуна, для чего в далеком прошлом ей пришлось бы быть намного большей.

Уточнение, сделанное Эгнором, избавило старую гипотезу от противоречий: избыток энергии достался второму телу пары, которое в результате покинуло Солнечную систему. Компьютерная модель позволила увидеть, как это происходило: "лишний" планетоид был отброшен к Солнцу, достиг орбиты Юпитера и уже затем отправился на периферию околосолнечного пространства по гиперболической траектории.

Агрументом в пользу этой версии можно считать то, что двойные и кратные системы в поясе Койпера достаточно распространены: в них входят 11 процентов известных транснептуновых тел. Так, например, только у Плутона было найдено три спутника - при том, что последняя из признанных планет меньше Тритона. Об этом сообщает Lenta.ru со ссылкой на New Scientist.

Авторы: Антоний Айомамитис (Ночной мир)
Перевод: Д.Ю.Цветков
Пояснение: Насколько мы можем судить о призраках, Призрак Мираха вовсе не такой ужасный. Действительно, Призрак Мираха — это всего лишь слабая, туманная галактика, хорошо известная астрономам. Она случайно оказалась почти на одном луче зрения с яркой звездой Мирах. Находящийся в центре этого звездного поля Мирах также называют β Андромеды. Мирах удален от нас на 200 световых лет, это звезда-красный гигант, холоднее, но намного больше Солнца, и поэтому его светимость во много раз больше, чем у нашей родной звезды. На большинстве телескопических изображений из-за сияния Мираха и окружающих его дифракционных лучей трудно рассмотреть, что находится вблизи звезды, и слабая туманная галактика выглядит как внутреннее отражение яркого звездного света. Все же на этом четком изображении Призрак Мираха хорошо виден выше и правее звезды. Галактика занесена в каталог как NGC 404, а расстояние до нее — примерно 10 миллионов световых лет.
Заходите на сайт Эстетика и Астрономия.

На поверхности крупнейшей (на 27 процентов тяжелее и на 4-8 процента больше Плутона в диаметре) карликовой планеты Эрис происходят изменения, которые астрономы объяснить не в состоянии.

Эрис относится к классу так называемых плутоидов - космических тел сферической формы, орбита которых располагается за орбитой Нептуна (термин был введен в 2008 году Международным астрономическим конгрессом).

Согласно современным представлениям, поверхность карликовой планеты покрыта слоем метанового льда с вкраплениями замерзшего азота. Используя данные, полученные при помощи 6,5-метрового телескопа MMT в Аризоне, исследователи установили, что концентрация азота растет с увеличением глубины. Однако измерения, проведенные в 2005 году на 4,5-метровом испанском телескопе Вильяма Гершеля (William Herschel Telescope) показали, что тогда ситуация была противоположной - концентрация азота была больше у поверхности, чем на глубине.

По словам исследователей, противоречие в результатах указывает на то, что в последние годы на Эрис происходили некие процессы, которые привели к изменению состава нескольких сантиметров поверхностного льда.

Одной из гипотез является резкое изменения погодных условий на карликовой планете. Однако, согласно современным представлениям, погодные изменения происходят только во время сближения плутоида с Солнцем. В это время лед начинает таять на солнечной (горячей) стороне и конденсироваться на холодной, что приводит к изменению состава поверхности различных регионов. В настоящее время Эрис находится вблизи самой дальней точки своей орбиты, поэтому состав поверхности должен оставаться неизменным.

Другой гипотезой является неожиданная криовулканическая активность. Это означает, что произошел неожиданный выброс паров метана и азота из-под поверхности, которые, замерзнув и сконденсировавшись, изменили состав поверхности. По словам самих исследователей, обе эти гипотезы не являются убедительными. Об этом сообщает Lenta.ru со ссылкой на препринт, опубликованный на сайте arXiv.org.

В ночь с 4 на 5 ноября 2008 года астрономы зарегистрировали на обращённой к нам стороне Луны 6 взрывов. Информации о мощности взрывов и об их локализации не приводится.

Предполагается, что взрывы были вызваны метеорами потока Тауриды, максимум которого отмечается ежегодно в период с 5 по 12 ноября. Поток Тауриды, радиант которого находится в хорошо видимом осенью созвездии Тельца, генетически связан с кометой Энке (2P/Encke) и отличается относительно большим количеством сверхъярких метеоров. Об этом сообщает CNews.ru со ссылкой на Space Weather.