Вселенная с нуля. От Большого взрыва до абсолютной пустоты - Жак Поль

оказалось невозможным – зародыши планет продолжали развиваться только в центральных областях Солнечной системы. Планетоиды, которые все еще оставались между Марсом и Юпитером, сформировали пояс астероидов, свидетелей ранней эпохи существования первичной Солнечной системы. В XIX веке многие астрономы предполагали, что пояс астероидов возник в результате разрушения гипотетической планеты Фаэтон, но сегодня ученые отвергают эту гипотезу.

Прогресс астронавтики позволяет планетологам надеяться посадить космический корабль на один из астероидов, чтобы исследовать вблизи первичный материал, из которого создавалась Солнечная система, и даже попробовать доставить на Землю его образцы. В 2005 году японский зонд «Хайабуса» совершил короткую посадку на астероид Итокава и забрал оттуда небольшое количество зернистого грунта, которое было доставлено на Землю в июне 2010 года. Позднее, в 2013-м, НАСА начало разработку амбициозной миссии ARM, предполагавшей доставку крупного осколка ближайшего астероида на постоянную окололунную орбиту, где астронавты могли бы детально его изучить. Однако по финансовым причинам в 2017 году подготовка этого проекта прекратилась.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Образование планет (4,57 миллиарда лет назад)

Зонд на комете Чурюмова – Герасименко (2014)

4,51 миллиарда лет назад

Образование Луны

Едва успев сформироваться, Земля столкнулась с Тейей, огромным планетарным зародышем. Этот мощнейший удар породил кучу обломков, превратившихся в Луну.

Международный астрономический союз недавно сформулировал критерии, которым должна соответствовать полноценная планета. В их числе – освобождение области пространства, в которой проходит орбита планеты, от каких-либо сопутствующих тел. В некоторый момент своей эволюции Земля превратилась в настоящую планету – ее орбита была свободна от «конкурентов». Исключение составляли так называемые точки Лагранжа L4 и L5 системы «Земля – Солнце». Эти точки названы в честь ученого из Пьемонта, графа Жозефа-Луи де Лагранжа, в 1772 году решившего «задачу трех тел» – описавшего движение небольшого тела под гравитационным воздействием двух более массивных, одно из которых совершает орбитальное движение вокруг другого (в данном случае Земли и Солнца). Лагранж открыл, что гравитационные поля массивных тел создают пять точек равновесия, от L1 до L5, и если небольшое тело поместить в одну из этих «точек Лагранжа», то оно останется неподвижным относительно двух тел большей массы.

Некоторые члены группы планетоидов, из которых формировалась Земля, нашли убежище в одной из двух самых стабильных точек Лагранжа в системе «Земля – Солнце» – L4 и L5. Объединившись, они образовали планетный эмбрион, постепенно выросший почти до размеров современного Марса. Протопланета, которую астрономы назвали Тейя, постепенно начала взаимодействовать с другими планетами; равновесие в точке Лагранжа нарушилось, планетоид выбросило на околосолнечную орбиту, и он столкнулся с Землей.

В результате катастрофического удара Тейя разлетелась на множество кусков. Ее внутреннее ядро, состоявшее в основном из расплавленного железа, погрузилось в недра Земли, тоже расплавившиеся от удара. Наша будущая планета окуталась облаком расплавленных и испарившихся легких пород, составлявших верхнюю мантию каждого из столкнувшихся небесных тел. Через несколько лет вещество этого облака сгустилось в плотное образование на расстоянии в двадцать тысяч километров от Земли – в будущую Луну. Новая планета и Земля начали постепенно отдаляться друг от друга.

Невероятная история протопланеты Тейи, названной в честь одной из дочерей Титана, матери Селены, богини Луны, – вовсе не сюжет фильма-катастрофы типа «Конца миров». Это сценарий, разработанный астрофизиками на основе детального компьютерного моделирования гипотезы о происхождении Луны, предложенной в 1975 году после того, как астронавты миссии «Аполлон» доставили на Землю образцы лунных пород. Катастрофическое столкновение подарило Земле большой спутник, который стабилизировал ее ось вращения и сыграл важнейшую роль в процессе эволюции жизни на Земле.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Образование планет (4,57 миллиарда лет назад)

Последнее полное затмение Солнца (Через 600 миллионов лет)

4,5 миллиарда лет назад

Образование колец Сатурна

Ледяная оболочка крупного спутника Сатурна была разорвана приливными силами на множество осколков, из которых постепенно сформировались знаменитые кольца Сатурна.

Планеты Солнечной системы образовались из газопылевого диска, окружавшего новорожденное Солнце. Подобные диски очерчивали и гигантские планеты, которые образовались первыми. Массивные тела, сконденсировавшиеся в этих дисках, стали спутниками планет. Гравитационное взаимодействие с газом, остававшимся в глубинах диска, подталкивало спутники все ближе к материнским планетам. Так было и с огромным спутником Сатурна, планетой диаметром около пяти тысяч километров. Он, вероятно, напоминал Титан (самую крупную луну Сатурна) – большое небесное тело с каменным ядром, покрытым толстым слоем водяного льда.

Через несколько десятков миллионов лет после своего образования этот крупный спутник, постепенно смещаясь к поверхности материнской планеты, пересек предел Роша. Так называется высота, ниже которой внутренние молекулярные силы, связывающие в одно целое твердые породы спутника, оказываются слабее гравитационного воздействия приливных сил, порождаемых гигантской планетой. Для Сатурна эта граница, называемая по имени французского астронома Эдуара Роша, который в середине XIX века вывел для нее уравнение, находится на расстоянии около двух с половиной радиусов планеты от центра Сатурна.

Ледяная оболочка спутника, деформированная мощными приливными силами, взорвалась. Более прочное каменное ядро было поглощено газовым гигантом. От спутника осталось множество осколков льда, которые постепенно сформировали вращающийся вокруг Сатурна диск. Многие из них впоследствии тоже были поглощены планетой. Некоторые обломки, выброшенные за предел Роша, образовали небольшие ледяные луны Сатурна. Те же, что остались ниже предела Роша, сформировали удивительную систему колец, которая своей красотой сводит с ума начинающих астрономов.

Галилей наблюдал Сатурн еще в 1610 году, но из-за несовершенства линз своего телескопа принял систему его колец за два близких спутника. Но в 1656-м голландец Кристиан Гюйгенс убедился, что Сатурн окружают кольца. Таким образом, уже более четырехсот лет кольца Сатурна известны человечеству как одна из самых знаменитых особенностей Солнечной системы. Однако подобные кольца обнаружены и вокруг других гигантских околосолнечных планет. Они значительно менее массивны, и их очень трудно увидеть с Земли. Астрономы недавно начали находить кольца и вокруг других объектов Солнечной системы – например, вокруг карликовой планеты Хаумеа или астероида Харикло, самого маленького из известных небесных тел, окруженных поясом. Кольца обнаруживаются и вокруг некоторых экзопланет.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Образование планет (4,57 миллиарда лет назад)

4,4 миллиарда лет назад

Образование облака Эпика – Оорта

Под влиянием гравитации планет-гигантов и многочисленных близкорасположенных звезд небольшие тела Солнечной системы рассеялись и образовали огромное облако.

Через десять миллионов лет после начала образования планет газопылевой диск, то есть та самая плацента, которая обеспечила питанием зародыши планет, начал постепенно рассеиваться. Планеты-гиганты, уже сформировавшиеся к этому моменту, эволюционировали внутри диска, в котором оставались неиспользованные остатки материи. Наблюдения, как правило, в инфракрасном спектре позволили астрофизикам обнаружить аналогичные «постпланетарные» диски вокруг многих молодых звезд. Пост-планетарный диск, вращавшийся вокруг Солнца, состоял из зернистой пыли, довольно большого количества газа и значительного числа планетезималей – небольших тел, не успевших