Внуки Солнца

Еще известный немецкий астроном и врач Генрих Ольберс, открывший Палладу и Весту, высказал гипотезу о существовании когда-то планеты. От чудовищного внутреннего или внешнего удара планета взорвалась, породив тучи астероидов и космической пыли.

По греческой мифологии сын бога солнца Гелиоса Фаэтон вывел без спроса золотую колесницу своего отца, запряженную парой огнедышащих коней, и устроил шумные катанья. Носясь с бешеной скоростью, олимпийский лихач не справился с управлением на каком-то небесном вираже и разбился вдребезги вместе с дорогой колесницей и чудо-рысаками. Именно поэтому гипотетическая планета названа Фаэтоном.

Сто пятьдесят лет гипотеза Ольберса о Фаэтоне будоражила умы людей. Возможно, и вам симпатична мысль о том, что некогда существовала пятая планета, которую постигла такая необычная участь. Однако не будем спешить.

Мы уже знаем, что определенные группы астероидов имеют сходные орбиты. Логично предположить, что если астероиды возникли в результате разрушения планеты при столкновении или при взрыве, то их орбиты должны были бы пересекаться в той точке пространства, в которой произошла катастрофа. Ведь именно из этой точки веером или параллельным потоком устремились продукты распада в самостоятельный путь вокруг Солнца. Однако такой точки в поясе астероидов не существует.

Вот досада! Но не надо отчаиваться. Не исключено, что могучий Юпитер растрепал остатки планеты до такой степени, что орбиты потеряли свой первоначальный вид. Но даже если это так, сторонникам Фаэтона придется преодолеть еще немало порогов и подводных камней. Мы вернемся к этой проблеме после того, как обсудим некоторые нюансы внутреннего «общежития» в поясе астероидов.

В процессе этого общежития происходят взаимные столкновения малых планет, в результате которых оба столкнувшихся тела дробятся на более мелкие осколки. Путем несложных рассуждений мы убедимся, что с течением времени частота взаимных столкновений возрастает.

Если в поясе астероидов движутся два тела с радиусами R₁ и R₂, то вероятность их взаимного столкновения пропорциопальна сумме их поперечных сечений: R₁² + R₂². Пусть после столкновения каждый из астероидов раздробился на 8 одинаковых осколков. Обозначим радиусы образовавшихся осколков через r₁ и r₂. Запишем условия равенства объемов первоначальных тел и образовавшихся осколков:

откуда получим

Вероятность дальнейшего столкновения между любыми двумя из образовавшихся 16 осколков пропорциональна сумме всех их поперечных сечений:

Вы видите, что эта величина в два раза больше, чем сумма поперечных сечений двух первоначальных астероидов, т. е. частота столкновений возросла. Можете себе представить, какие разрушительные процессы протекают в поясе астероидов. По образному выражению немецкого астрофизика А. Унзольда, «пояс астероидов — это каменоломня Солнечной системы!»

Часть космического щебня, образовавшегося в астероидной дробилке, разлетается «по белу свету» и достигает орбиты Земли. Влетая в атмосферу нашей планеты с огромными скоростями, мелкие осколки астероидов сгорают в ней дотла, а остатки более крупных достигают земной поверхности. Такие космические «гостинцы» называются метеоритами. К большому удовольствию ученых, которые собирают и изучают метеориты, количество небесных камней, выпадающих на Землю, достаточно велико. Ежегодно падают несколько сотен тонн метеоритов, которые могут быть найдены. Однако из них почти 75 % падают в моря и океаны, а подавляющая часть «сухопутных» метеоритов — в ненаселенные или почти ненаселенные районы. И тем не менее коллекции многих стран весьма представительны. Это уникальный материал, доставляемый в физические и химические лаборатории самой природой. В тех случаях, когда удавалось наверняка определить орбиту найденного метеорита, она однозначно указывала, что объект исследования прибыл из пояса астероидов.

Таким образом, при решении вопроса о происхождении пояса астероидов нужно в первую очередь привлечь прямые и косвенные сведения, доставляемые нам именно метеоритами.

Еще в 50-х годах нашего столетия против трогательной гипотезы Ольберса о Фаэтоне появились первые, но убедительные возражения, основанные как раз на данных о метеоритах. Во-первых, было показано, что метеориты неоднородны по химическому составу и, во-вторых, что они никак не могут быть продуктами разрушения большой планеты, подобной Земле или Марсу, поскольку тогда они ни за что не смогли бы сохранить свою кристаллическую структуру. В недрах массивной планеты такая структура неминуемо была бы разрушена. Наконец, очень тонкие, безупречные в методическом плане физико-химические исследования структуры, состава и других характеристик метеоритов вообще привели к выводу, что метеоритное вещество могло формироваться и прийти к сегодняшнему состоянию только в небесных телах астероидных масс и размеров.

Что случилось с динозаврами?