Загадки астрономии - [33]

Если когда-нибудь нашим космонавтам придется участвовать в исследовании Млечного Пути или Метагалактики, то среди миллионов и миллиардов планетных систем они встретят немало не похожих друг на друга явлений. Число звезд с одной планетой исчисляется, вероятно, миллионами. Но не существует никакого гравитационного закона, который ограничивал бы число планет в системе девятью, как у нашего Солнца (которое тоже может иметь больше «спутников»). Планет может быть 19, 39, 99 и даже 999, если их система достаточно плотно «упакована».

Единственным ограничением способности звезды «содержать» большую свиту планет являются максимальные размеры системы. На слишком большом расстоянии (оно зависит от массы звезды) притяжение настолько слабо, что не сможет удержать даже медленно движущуюся планету и она покинет звезду (этим, возможно, объясняется, почему Плутон стал космическим беспризорником). Число планет, которое звезда в состоянии удержать на устойчивых орбитах, должно зависеть от их размеров: чем меньше планеты, тем более многочисленной свитой может обзавестись звезда. Что касается массы звезды (многие из них в тысячи раз массивнее нашего Солнца), то, чем больше эта масса, тем выше гравитационный потенциал звезды и тем больше «сфера влияния» — объем пространства, «отведенного» для планет.

Глава VIII Сколько «лун» в солнечной системе?

В настоящее время при помощи телескопов открыто свыше тридцати спутников, обращающихся вокруг восьми планет солнечной системы, не считая Земли. Когда большие телескопы будут установлены на космических станциях, созданных человеком, то благодаря идеальной видимости в космическом пространстве, возможно, у планет будет обнаружено значительно больше спутников. Если же телескопы не помогут и в этом случае, то новые спутники поручат искать дальним космическим зондам, которые будут посланы к планетам с программой облета, выхода на орбиту или мягкой посадки. Придет время, когда человек увидит наконец своими глазами неизвестные ему ранее спутники и, вооружившись телескопом, совершит полет через всю солнечную систему либо будет путешествовать в окрестностях планет и наносить визиты неизвестным «лунам».

Рано или поздно мы, вероятно, узнаем, что вокруг планет обращается вдвое больше спутников, чем известно нам сейчас. Учитывая возможности современных телескопов, нетрудно подсчитать, что большинство «новых» тел очень невелико; вблизи Юпитера — меньше 40 км в диаметре, вблизи Плутона — меньше 160 км. Если же окажется, что все или большинство планет, включая Землю, имеют крошечные спутники диаметром порядка 1 км, то общее число спутников превысит сто, а то и пятьсот. Изучение уже известных сейчас спутников поставило перед астрономией огромное количество проблем; насколько же увеличится объем работы и без того загруженных астрономических Шерлоков Холмсов, когда список спутников значительно расширится!

Мы уже познакомились с нашей Луной и двумя спутниками Марса. Меркурий и Венера совершают свое движение по орбите в одиночестве. Займемся теперь Юпитером — планетой-захватчиком, тяготение которого, как длинная цепкая рука, простирается через всю солнечную систему.

Кроме четырех захваченных спутников-астероидов, Юпитер «пленил» 14 других необычных маленьких планетообразных тел, которые ставят перед нами задачу чрезвычайной важности…

Загадка 1.Почему астероиды-троянцы покинули свои орбиты и перешли на орбиту Юпитера?

Астероиды-троянцы собраны в две группы, которые постоянно находятся в 60° впереди и 60° позади Юпитера в его движении вокруг Солнца. Как раз в этих точках орбиты силы притяжения со стороны Солнца и Юпитера уравновешиваются, и образуются две нейтральные зоны, где тела могут оставаться в равновесии бесконечно долго. Строго говоря, троянцев нельзя назвать спутниками Юпитера, так как они не обращаются вокруг него; в то же время это и не планеты в полном смысле слова, хотя они движутся по орбите Юпитера.

Теория столь необычного явления была разработана Лагранжем в XIX столетии — еще до открытия астероидов. Он показал, что нейтральные зоны находятся в 60° впереди и позади планеты и образуют с ней и Солнцем равносторонний треугольник.

Из теории Лагранжа следует интересный вывод: такие спутники могут существовать и у любой другой планеты, хотя до настоящего времени они и не обнаружены. Однако совсем маленькие тела, невидимые даже в телескоп, могут сопровождать Венеру, Марс, Сатурн и даже Землю в их движении по орбитам. По плану астрономических наблюдений в космосе равносторонние точки земной орбиты будут наблюдаться в телескопы для обнаружения «троянцев» Земли^[21].

У Юпитера — девять спутников-троянцев в головной группе и пять в задней. Их диаметры от 15 до 80 км, что дает нам некоторый ключ к разгадке их происхождения: скорее всего это захваченные планетой астероиды. Но как Юпитер мог пленить их, не нарушив законов небесной механики?

Одна из гипотез дает такое объяснение. Перемещаясь вдоль пояса астероидов, Юпитер время от времени захватывал блуждающие астероиды, которые отважились проникнуть в сферу его гравитационного влияния. Четыре астероида стали настоящими спутниками (см. гл. VI), а другие все же остались наполовину во власти Солнца. После напряженной гравитационой борьбы между двумя гигантами крупнейшие из подвергшихся возмущениям астероидов приобрели эксцентрические орбиты (Эрос, Гермес и т. д.), а другим посчастливилось ускользнуть в две зоны, где обе силы гравитации уравновесили друг друга. Там они остаются и по сей день.