Извечные тайны неба

Согласно третьему закону Кеплера, расстояние планеты от Солнца и период ее обращения вокруг Солнца неразрывно связаны. Если период обращения малой планеты оказывался кратным периоду обращения Юпитера, то взаимное расположение Солнца, Юпитера и малой планеты систематически повторялось. Из-за огромной массы и близости Юпитера его так называемое возмущающее влияние на движение малой планеты было очень значительным и, систематически повторяясь одинаковым образом, приводило к тому, что малая планета сходила со своей первоначальной орбиты. Период ее обращения вокруг Солнца изменялся. Так исчезали малые планеты с периодами обращения в ¹/₂, ¹/₃, ²/₅, ³/₇ от периода обращения Юпитера. В связи с этим и появились в поясе астероидов пустые места, щели, которые называют «люками Кирквуда».

Возмущающее действие Юпитера привело не только к возникновению пустот в поясе астероидов, но и к возникновению там сгустков, семейств малых планет, движущихся по очень близким орбитам.

В 1906 г. были открыты две группы астероидов, движущихся по орбите Юпитера с тем же, что у Юпитера, периодом обращения вокруг Солнца. Они получили имена героев описанной Гомером в. «Илиаде» Троянской войны. На 60° впереди планеты движется группа «греков», на 60° позади – группа «защитников Трои». Каждая из групп астероидов-троянцев расположена в вершине равностороннего треугольника, в двух других вершинах которого находятся Юпитер и Солнце

С воздействием тяготения Юпитера связано существование знаменитой «троянской» группы астероидов. Эти астероиды движутся строго по орбите Юпитера, часть впереди, а часть позади него. Период обращения «троянцев» вокруг Солнца в точности совпадает с периодом обращения Юпитера.

Задолго до открытия «троянцев» один из создателей небесной механики Лагранж, занимаясь задачей взаимного притяжения трех тел, нашел любопытный частный случай. Он математически показал, что если вокруг тела A (например, Солнца) обращается значительно менее массивное тело B (например, Юпитер) и если по той же самой орбите тела B обращается вокруг А еще гораздо менее массивное тело C (например, астероид), то движение тела C по орбите тела В может длиться неопределенно долго при том важном условии, что тела A, B и C находятся в вершинах равностороннего треугольника. Такое движение оказывается устойчивым. Это значит, что если какая-либо внешняя сила попытается вывести малое тело C из занятой им «точки равновесия», то тотчас возникающее возмущающее притяжение более массивного тела B непременно станет толкать его обратно в исходное положение.

Лагранж указал на этот случай как на чисто теоретическую возможность, даже не предполагая встретить его в пределах Солнечной системы. Каково же было удовлетворение астрономов, когда они в начале XX в. неожиданно натолкнулись на подтверждение такого теоретического решения в природе.

Теперь известно уже более 20 крупных астероидов, которые движутся по орбите Юпитера в соответствии с решением Лагранжа. Большинству из них даны имена героев описанной Гомером в «Илиаде» Троянской войны. Поэтому и вся группа названа «троянцами».

Со времен Ольберса в литературе получила распространение точка зрения, что гигант Юпитер не только расчистил «люки Кирквуда», организовал семейства астероидов и увлек за собой группу «троянцев», но что именно он-то и является главным виновником самого факта возникновения пояса астероидов. Считалось, что кольцо астероидов может рассматриваться как след гибели пятой планеты Солнечной системы, раскрошенной и рассеянной по орбите мощным возмущающим притяжением гиганта Юпитера. Этой гипотетической планете дали даже собственное имя – Фаэтон.

По греческой мифологии, Фаэтон был одним из сыновей бога Солнца, но он был смертным. Фаэтон мечтал доказать приятелям свое родство с Гелиосом, и ему пришла в голову безумная мысль проехать по небу на огненной колеснице отца. Управлять же этой колесницей был в силах только сам Гелиос. В роковую минуту вырвал Фаэтон у отца клятву исполнить любое свое желание. И он попросил у Гелиоса его огненную колесницу. В ужасе проклял Гелиос свою уступчивость, но был вынужден исполнить клятву. Как стрела понесся Фаэтон по небу. Не сдержав коней, он упал и разбился насмерть.

Два – три десятилетия назад гипотеза о прискорбной участи планеты Фаэтон казалась более или менее убедительной. Однако сегодня астрономы начали питать к ней глубокий скептицизм.