Наиболее правдоподобное объяснение

 

Но откуда же берутся кометы? Нет сомнения, что кометы недолговечны, повидимому, они возникают и в наши дни. Но как это происходит?

Ученые обратили внимание на несомненное родство между кометами и астероидами. Орбиты комет и астероидов сходны, есть кометы, движущиеся по округленным орбитам, есть и астероиды на кометных орбитах.

Остается последняя гипотеза. Она выдвинута московским астрономом, и директором Государственного астрономического института имени Штернберга – С. В. Орловым: кометы рождаются при столкновениях между астероидами.

По подсчетам С. В. Орлова, в поясе малых планет кружатся примерно 250 миллиардов мелких и крупных астероидов. Юпитер непрерывно перетасовывает их орбиты. Это влечет за собой неизбежные столкновения. Между 250 миллиардами астероидов безусловно может случиться несколько десятков столкновений в год.

Если бы звуки могли распространяться в межпланетном пространстве, то до Земли доносился бы почти непрерывный и оглушительный грохот и треск сталкивающихся и ломающихся астероидов.

Скорости астероидов разнятся друг от друга не очень резко. Лобовые столкновения также не могут быть частыми. Взаимные удары получаются не сильными.

Насквозь промерзшие каменные астероиды хрупки. От сотрясения они разваливаются, но не все осколки столкнувшихся планеток разлетаются в стороны: какая‑то часть отлетает прочь и рассеивается, а остальное – в виде рыхлого роя обломков, камешков, песчинок, пыли – летит все вместе по какой‑то новой орбите.

Обломки продолжают сталкиваться между собой и крошатся. Из раздробленных камней начинают выделяться газы.

Рой обломков приближается к Солнцу. Солнечные лучи разогревают каменисто‑песчаную тучу, газы испаряются. У роя камней образуется хвост, и мы видим появление новой кометы.

Гипотеза С. В. Орлова удачно объясняет многие факты, наблюдаемые учеными.

Например, большинство комет – светила слабые, видимые только в телескоп. Так и должно быть. Крупных астероидов мало. Поэтому яркие массивные кометы образуются редко.

Орбита Сихотэ‑алиньского метеорита до его столкновения с Землей.

 

Астероиды могут ударяться друг о друга с различной силой. Сравнительно слабые толчки порождают комету. Сильные удары заставляют обломки разлетаться в стороны, и тогда возникает не комета, а метеорный поток. Очевидно, что метеорных потоков должно быть гораздо больше, чем комет, потому что они образуются не только из комет.

И, действительно, ученые насчитали около 1200 метеорных потоков. Из них только 15–20 удается отождествить с уже известными кометами.

Конечно, некоторые метеорные потоки остались после комет, развалившихся еще до начала астрономических наблюдений на Земле. Но среди них есть также потоки, которые никогда не были кометами.

Установлено, что метеориты, доставленные метеорными потоками и кометами, по большей части каменные, а не железные. И это понятно. Железные астероиды прочнее. Столкнувшись, они раскалываются сравнительно редко, чаще же отскакивают друг от друга, как биллиардные шары.

Кометы и метеорные потоки образуются преимущественно из каменных астероидов. Железные же астероиды путешествуют в пространстве более крупными кусками, чем каменные. Поэтому самые большие метеориты, упавшие на Землю, – железные. Если не считать тысячетонные махины Сихотэ‑алиньского метеорита, разбившегося при падении, и Аризонского метеорита, зарывшегося в Каньоне Дьявола, то первенство остается за метеоритом Гоба‑Вест–60 тонн. За ним следует Анихито – 33,2 тонны; Бакубирито – 27 тонн; Африканский – 26 тонн; «Серебряный верблюд» – 20 тонн и т. д.

Среди каменных таких великанов нет. Самый большой каменный метеорит Лонг‑айленд весил только 564 килограмма, но и он разбился при падении. За ним следует Парагоулд – 372 килограмма, Оханск – 300 килограммов, Княгиня – 293 килограмма, Кашин– 120 килограммов и т. д.

Астероиды Эрот, Амур и Гермес по сравнению с Эльбрусом.

 

Все это подтверждает гипотезу С. В. Орлова о происхождении комет из астероидов.

Возможно также, что многие кометы образуются и приходят к нам из второго – внешнего пояса астероидов, который, как предполагают академик В. Г. Фесенков и В. А. Крат, находится за орбитой Нептуна.

Гипотезу С. В. Орлова признали многие ученые – кометы рождены астероидами.

Но откуда взялись и как образовались астероиды?

 

Осколки погибшей планеты

 

Все астероиды‑метеориты, попавшие в наши коллекции, – обломки с неправильными очертаниями. Те астероиды, которые проносились недалеко от Земли – Эрот, Гермес и другие, – тоже оказались глыбами самой различной формы. Многие астероиды, летающие между орбитами Марса и Юпитера, непрерывно изменяют свой блеск, это также свидетельствует об их обломочной форме.

Астероиды несомненно являются осколками какого‑то большого тела.

Профессор П. Н. Чирвинский еще в 1920 году доказал, что минералы, которые обнаружены в метеоритах, очень похожи на минералы, найденные в глубоких слоях земной коры. Видимо, метеоритные минералы тоже образовались в недрах планеты, подобной нашей Земле.

Гипотезу о происхождении астероидов из остатков погибшей планеты отстаивают лауреаты Сталинской премии академик А. Н. Заварицкий и профессор С. В. Орлов.

Академик А. Н. Заварицкий указывает, что среди метеоритов земных коллекций можно найти образцы минералов из всех слоев безвестной планеты. Железные метеориты – это куски ее железоникелевого ядра.

Палласиты являются представителями оболочки этого ядра – тугоплавкий минерал оливин затвердел раньше железа и образовал округлые зерна. Расплавленное железо обтекало оливиновые зерна, и получилась как бы металлическая губка.

Породы, из которых возникли мезосидериты, располагались еще дальше от ядра, чем палласиты. Они составляли промежуточный слой между ядром и внешней каменной оболочкой.

Каменные метеориты – это обломки наружных слоев погибшей планеты, а такой метеорит, как «Старое Борискино», из которого была добыта космическая вода, по мнению академика А. Н. Заварицкого, образовался из вещества, выброшенного вулканом, действовавшим на той планете.

Главное затруднение для этой гипотезы доставляют именно каменные метеориты. Их своеобразное строение мало чем напоминает горные породы земной коры. Эта смесь измельченных обломков разнородных кристалликов, беспорядочно слипшихся друг с другом, с металлической пылью и таинственными застывшими капельками – хондрами – похожа на слежавшуюся космическую пыль.

Каменные метеориты как будто бы говорят в пользу гипотезы Шмидта, а не Заварицкого. Но это не так.

Земля и ее горные породы существуют уже 3,5–4 миллиарда лет. В ее составе и строении произошли огромные перемены. Они совершенно изменили ее облик. Наши горные породы несколько раз были переплавлены. На них воздействовали газы и растворы, выделявшиеся из недр. Земная кора уже ничем не похожа на ту, которая была в первые века существования Земли.

Погибшая же планета развалилась в годы своей юности. Она имела еще первобытную оболочку из слежавшейся космической пыли; когда планета разбилась, из ее коры образовались каменные метеориты. Конечно, и в них произошли перемены, но не такие резкие, как на Земле.

В каменных метеоритах мы имеем образцы тех пород, какие покрывали Землю в догеологическое время.

Состав метеорного вещества, выпадающего на Землю, более или менее известен. Железные метеориты составляют около 1/5 общей массы метеоритной материи. Несколько процентов принадлежит палласитам и мезосидеритам. Остальное – каменные метеориты. Из них 90 % –хондриты и 10 % –прочие. Среди разных каменных метеоритов имеется несколько метеоритов особо богатых радиоактивными элементами и похожих на земные базальты.

Кроме того, в музеях хранится небольшое количество тектитов, или стеклянных метеоритов. Происхождение тектитов еще невыяснено. Они чрезвычайно похожи на оплавленные, округленные куски дешевого бутылочного стекла зеленоватого или коричневого цвета.

Тектиты подбирают в таких районах, где никогда не было стекольного производства или вулканических извержений – как, например, в пустынных областях Австралии, в песках Аравии, на острове Тасмания.

Никто и никогда не наблюдал падения тектитов, и поэтому их принадлежность к метеоритам не доказана. Но вполне возможно, что они тоже попали из межпланетного пространства.

Удельный вес метеоритов:

Железных – 7,12.

Палласитов – 4,74.

Мезосидеритов – 5,60.

Каменных – 3,54.

Тектитов – 2,40.

Астрономы учли, насколько это было возможно, количество астероидов, сохранившихся в солнечной системе; прибавили количество вещества, распыленного при столкновениях и погибшего от жара солнечных лучей; приняли во внимание удельный вес метеоритов и получили таким образом приблизительное представление о массе и размерах погибшей планеты.

На особой астрономической конференции, посвященной изучению погибшей планеты, было принято, что планета – мать астероидов – имела в поперечнике около 6000 километров. Она была несколько меньше Марса. Ее масса составляла 1/10 массы Земли, а плотность равнялась 3,77 плотности воды.

По расчетам А. Н. Заварицкого, металлическое ядро занимало, примерно, 1/16 часть объема планеты. У земного шара металлическое ядро занимает почти 1/6 объема планеты. Зато твердая базальтовая кора погибшей планеты была в полтора раза толще чем на Земле.

С. В. Орлов предложил назвать разбившуюся планету Фаэтоном. Фаэтон, как известно из греческой мифологии, был сыном Солнца, и судьба этого юноши отчасти напоминает судьбу предполагаемой планеты. Фаэтон однажды вздумал прокатиться по небу в отцовской колеснице, но не сумел сдержать буйных огненных коней своего отца и разбился.

Причина гибели пятой планеты земной группы неизвестна. Подозревают, что виноват в этом Юпитер. Юный Фаэтон не успел собрать достаточную массу и округлить свою орбиту так, чтобы держаться от своего соседа‑великана на почтительном и безопасном расстоянии. Он обращался по вытянутой, удлиненной орбите и иногда подходил чересчур близко к Юпитеру.

В тот период, когда планета под тяжестью поступающего космического материала стала разогреваться, тяготение Юпитера нарушило ее внутреннее равновесие, планета, распираемая изнутри перегретыми газами, взорвалась или же просто развалилась. Ее обломки, ставшие астероидами, постепенно разошлись вдоль по орбите.

Такова современная гипотеза, объясняющая происхождение всех малых тел солнечной системы. Их родоначальником, повидимому, был погибший Фаэтон, который превратился в стаю астероидов. Столкновения астероидов могут порождать кометы и метеорные потоки. Маленькие астероиды, их осколки и остатки развалившихся комет падают на Землю в виде метеоритов. Метеориты, приближающиеся к Солнцу, образуют около него пылевое облако зодиакального света.

 

 

Глава десятая

НА КРАЮ ГИБЕЛИ

 

 

 

Камешки попадают в плен

 

Вообразим, что какой‑то камешек, странствуя по Галактике, оказался в том районе, где находится Солнце. Он попал под влияние солнечного, тяготения и, изменив направление своего движения, устремился к Солнцу.

Если бы наш камешек «висел» где‑нибудь в пространстве, а потом стал падать, то его путь был бы прямой линией, и он, безусловно, упал бы на Солнце. Но камешек тоже двигался, его скорость отличалась от скорости Солнца, и поэтому путь камешка принял форму кривой линии, огибающей Солнце.

Камешек, увлекаемый тяготением, летит по своей новой орбите, с каждой секундой ускоряя полет. Как показывают точные математические расчеты, скорость такого камешка на расстоянии в 150 миллионов километров от Солнца всегда будет больше 42 километров в секунду.

42 километра в секунду – это так называемая «скорость убегания». Любое тело, находящееся в 150 миллионах километров от Солнца и развившее «скорость убегания», обогнет Солнце и умчится обратно в бесконечные дали звездного мира. Пленником Солнца оно стать не может. Большая скорость освобождает от оков тяготения.

Если бы первобытное Солнце имело хотя бы одну планету, – другое дело. Планета могла бы стать соучастником Солнца и помогать ему улавливать блуждающие в пространстве тела. Она загоняла бы камешки и песчинки внутрь своей орбиты так же, как это делает в настоящее время с кометами Юпитер.

Но Солнце до рождения планет было одиноким. Соучастников и помощников у него не имелось, само же Солнце без содействия других тел или каких‑либо иных сил не может захватить ни одного даже самого маленького кусочка космического вещества.

Так каким же образом одинокое Солнце поймало целый рой песчинок и камешков?

Решение этой задачи потребовало от О. Ю. Шмидта и его ближайшего сотрудника и помощника Г. Ф. Хильми огромного труда. Математическое исследование задачи длилось несколько лет. Сначала удалось найти только приблизительное решение. Затем ученые дали безусловно точное доказательство.

Пленение одного камешка или песчинки, конечно, немыслимо, но захват целого роя твердых частиц осуществим. Все дело в том, что их много – рой! Само пылевое облако, его центр тяжести, вся совокупность частиц, их общая масса послужит помощником Солнца, и часть пылевого облака совершенно неизбежно станет добычей Солнца.

Кроме того, обстоятельные исследования сотрудников О. Ю. Шмидта и других астрономов показали, что нельзя учитывать только одну силу тяготения. При встрече Солнца с туманностью возникает много физических явлений, которые могут выполнять роль тормозных колодок, то есть замедлить движение частиц, отнять у них часть энергии и тем самым задержать их возле Солнца.

Например, пылинки и камешки, огибающие Солнце, неминуемо должны сталкиваться между собой. Но как только два камешка столкнутся, один из них или оба вместе разобьются. Часть их энергии израсходуется на дробление, а скорость полета соответственно уменьшится.

Каждый раз, когда два тела ударяются друг о друга, они оба нагреваются. Часть их энергии переходит в теплоту и рассеивается. Каждая потеря энергии влечет за собой падение скорости.

Наконец, каждое столкновение сопровождается перераспределением скоростей. Это явление прекрасно известна всем, кому приходилось играть или наблюдать игру на биллиарде или в крокет.

Когда два шара сталкиваются, один из них приобретает повышенную скорость, а другой, потеряв скорость, еле катится. То же самое должно происходить и в рое твердых частиц. Законы природы одинаковы и для биллиардных шаров и для космических тел. Часть камешков роя после неизбежных столкновений со своими попутчиками получит скорость ниже «скорости убегания» и останется возле Солнца.

Эту теорию потерь и перераспределения скоростей движущихся частиц разработал ленинградский астроном Т. А. Агекян.

Тормозом для космических частиц служит также солнечный свет. Камешки, песчинки, пылинки, огибая Солнце, пересекают солнечные лучи и замедляют свой бег. Боковое давление солнечного света мешает движению частиц – тормозит его. Лучевое давление помогает захвату пылинок.

Точно так же, как и свет, действует корпускулярное излучение Солнца, оно тоже тормозит полет частиц, огибающих Солнце.

Когда камешек приближается к Солнцу, газы, которые содержатся в порах минералов, улетучиваются, легкоплавкие вещества испаряются, камешек тает, а его остатки, подхваченные светом, стремительно уносятся прочь.

Количество вещества, испепеляемого жаром солнечных лучей, зависит от плотности роя. Оно может быть весьма велико.

Поток вещества, отбрасываемого Солнцем совместно со светом и корпускулярным излучением, тоже тормозит движение частиц, попавших в поле тяготения Солнца.

Вспомним также, что раньше Солнце было не таким как сейчас. Его свет был ярче, корпускулярное излучение обильнее, а температура выше. Все тормозящие силы действовали энергичнее. Скорость захваченных частиц неуклонно падала, и у них не оставалось никаких шансов, никаких надежд на освобождение. Они становились спутниками Солнца, его пленниками.

Следовательно, Солнце, встретившись с туманностью, не могло пролететь сквозь нее, как пушечное ядро сквозь облако. Оно вылетело из туманности, окруженное обширным роем частиц.