Удивительная Солнечная система - Александр Громов

Впрочем, ни Эрос, ни Матильда не были первым астероидом, сфотографированным с близкого расстояния. Первым стал астероид Гаспра, сфотографированный 29 октября 1991 года автоматической межпланетной станцией «Галилео» с расстояния 16 тыс. км (рис. 66). Разрешение на фото – порядка 60-100 м. Хорошо видно, что Гаспра является неправильным телом (с наибольшим поперечником около 16 км), несущим на себе следы ударов мелких астероидов и также сглаженным. Тот же «Галилео» 28 августа 1993 года прошел мимо Иды – более крупного астероида размером 53 на 28 км (рис. 67, 68). Ида преподнесла сюрприз: у нее оказался маленький (1,5 км) спутник Дактиль. Вообще говоря, наличие у некоторых астероидов спутников предполагалась уже давно, так как колебания блеска некоторых астероидов очень уж напоминали колебания блеска затменно-переменных звезд. В 1978 году был косвенно открыт спутник астероида Геркулина. Позднее были открыты спутники у астероидов Сильвия и Камилла. Но до миссии «Галилео» Ида ни в чем подобном не подозревалась…

Кстати уж. Наблюдения последних лет показали, что встречаются – в виде исключения, конечно, – не только астероиды со спутниками или пары близко расположенных астероидов примерно равного размера, обращающиеся вокруг общего центра массы, но и контактно-двойные астероиды. Эти тела попросту лежат друг на друге; происхождение таких пар – пока еще загадка. К ним, по-видимому, относится, например, периодически сближающийся с Землей астероид Тоутатис.

Рис. 66. Астероид Гаспра

Рис. 67. Астероид Ида со спутником Дактиль

Рис. 68. Сравнительные размеры Матильды, Иды, Эроса и Гаспры

Вообще с внешним видом небольших астероидов получается нечто странное. Они представляют собой отнюдь не ощетинившиеся скалами-бивнями тела сложной формы, как в голливудском фильме «Армагеддон», а этакие картофелины со сглаженными выступами. Невозможно предположить, чтобы в результате соударений и дробления более крупных тел получались не угловатые, а «окатанные» обломки. Не менее трудно предположить, что острые углы постепенно сгладились под действием собственной, весьма слабой гравитации небольших астероидов. Создается впечатление, что «шлифующие» соударения происходили при очень малых относительных скоростях, но как такое могло быть – не вполне понятно. Практически все гипотезы, предложенные для объяснения этого феномена, весьма уязвимы для критики.

16 июля 2011 года на орбиту вокруг Весты вышел космический аппарат Dawn («Утренняя заря»). Переданные им снимки (рис. 69) подтвердили сделанный ранее вывод о том, что Веста, во-первых, не вполне шарообразна (578 на 560 на 458 км), а во-вторых, вращается с периодом 5,342 часа.

Рис. 69. Астероид Веста

На поверхности Весты обнаружены кратеры до 150 км диаметром и до 7 км глубиной и борозды. Самый же крупный кратер, получивший имя Рея Сильвия, попросту чудовищен: 460 км в поперечнике, то есть практически равен поперечнику планеты! Неясно, как Веста смогла уцелеть после удара, оставившего такой кратер. Возможно, этим ударом и объясняется не вполне шарообразная форма Весты. Однако, несмотря на форму, нет сомнений в том, что благодаря гравитационной дифференциации Веста имеет железо-никелевое ядро, окруженное мантией из горных пород.

В 2015 году Dawn должен долететь до Цереры и заняться ее изучением. Будем ждать…

Недавно выяснилось, что ни Веста, ни Церера не одиноки на своих орбитах: по тем же примерно траекториям обращается вокруг Солнца целое сообщество: 51 астероид на орбите Цереры и 44 на орбите Весты. Вероятно, не все из этих тел еще выявлены. Моделирование показывает, что эти тела могут оставаться на данных орбитах миллиарды лет. Вспомните, что говорилось выше о резонансах.

Говоря об астероидах, трудно обойти молчанием фильмы, подобные «Армагеддону», сколь занимательные по сюжету, столь же и вопиющие в смысле научной недостоверности. Конечно, показанный в фильме астероид может существовать лишь в чьем-то воспаленном воображении. Но может ли астероид упасть на Землю?

Еще как может. В геологической истории Земли остались следы падения довольно крупных космических тел. Что до метеоритов (о них мы поговорим в следующей главе), являющихся обломками астероидов, то они падают на Землю довольно часто. Но, оставив пока в покое сталкивающуюся с Землей космическую мелочь, поговорим о более крупных телах.

Всякий, кто видел в телескоп или мощный бинокль лунные кратеры, может убедиться в том, что наш естественный спутник буквально избит метеоритами. Полезно еще раз напомнить: диаметр метеоритного кратера как минимум на порядок больше размера метеорита, породившего кратер. Если выстрелить пулей в какую-нибудь ровную рыхлую поверхность (например, песчаную), то в результате всегда получится более или менее круглая ямка, под каким бы углом пуля ни вошла в песок. И, естественно, диаметр ямки всегда намного больше калибра пули. Стокилометровый кратер может получиться от падения десятикилометрового астероида – или даже еще меньшего, если столкновение произошло на большей скорости. Размеры кратера определяются прежде всего кинетической энергией врезавшегося в поверхность тела (зависящей, как мы помним из школьной физики, от квадрата скорости) и – в меньшей степени – минеральным составом тела и характеристиками пород, принявших на себя удар. Какие же скорости относительно Земли могут иметь астероиды?

Скорость движения Земли по орбите составляет, грубо говоря, 30 км/с. Скорость тела, падающего на Солнце из бесконечно удаленной точки, равна у орбиты Земли, опять-таки грубо говоря, 42 км/с. Если тело движется вокруг Солнца в плоскости земной орбиты по очень сильно вытянутому эллипсу с эксцентриситетом, близким к единице, и проходит перигелий где-то внутри земной орбиты, то его скорость в перигелии не будет сильно отличаться от 42 км/с. Примем это значение.

Стало быть, если такое тело догоняет Землю, то разница их орбитальных скоростей составит всего 12 км/с; если же тело летит строго навстречу, то соударение может произойти на скорости 72 км/с. Разница в энергии удара, как легко подсчитать, составит аж 36 раз. Но! Как мы знаем, астероиды обращаются вокруг Солнца в ту же сторону, что и Земля. Кроме того, астероиды в подавляющем большинстве не имеют сильно эксцентричных орбит, их афелии расположены не на бесконечности, а что касается «кентавров», то они не залетают во внутренние области Солнечной системы. Поэтому мы будем правы, если примем, что скорость удара астероида о Землю не превысит 30 км/с.

Тоже, согласитесь, немало. К тому же распределение астероидов по размерам чисто максвелловское: чем они мельче, тем их больше. Нет никаких сомнений в том, что число астероидов с поперечником свыше 1 км значительно превышает 100 тыс.

Еще меньших тел – многие миллионы. Это естественно. Распределение Максвелла вообще чрезвычайно характерно как для природы, так и для человеческого общества: например, ему подчиняется статистика банковских вкладов, численность вида животных в зависимости от среднего размера особи и т. д. Словом, у нас гораздо больше шансов столкнуться с малым астероидом, нежели с большим.

Тут обычно вспоминают Тунгусский метеорит. О нем написано столько всего, в том числе ненаучных фантазий, что приличность самой темы выглядит несколько сомнительной в порядочном обществе. Однако факт есть факт: произошел мощнейший взрыв. Если он действительно был вызван метеоритом, то, согласно расчетам, данный метеорит представлял собой каменное тело поперечником примерно 50 метров. Такое тело уже можно назвать астероидом. По всей видимости, в Солнечной системе миллиарды подобных тел. Результаты столкновения Тунгусского метеорита с Землей 30 июня 1908 года широко известны: воздушный взрыв, вывал леса на расстоянии до нескольких десятков километров от эпицентра (рис. 70), разрушения в небольшом поселке, отстоящем от места взрыва на 60 км, явственные следы термического воздействия на стволы деревьев, 20-километровый столб дыма и т. д. Однако экспедиция Л. А. Кулика обнаружила лишь несколько небольших, заполненных водой кратеров в болотистой почве, а также тектиты (остывшие капли расплавленного песка) и следы никелистого железа. Никаких осколков метеорита не было найдено. Они не найдены и по сию пору, несмотря на почти ежегодные экспедиции, в связи с чем возникает вопрос: а было ли тунгусское тело вообще астероидом? Ответа пока нет.

Как бы то ни было, Тунгусский метеорит ясно показал, что бывает, когда с Землей сталкивается космическое тело размером с многоэтажный дом. Остается только радоваться, что это тело «догадалось» упасть в глухой «ненаселенке», где не наделало больших бед. Были люди, сбитые с ног взрывной волной и получившие ушибы, один эвенк сломал при падении руку, погибло много оленей, но жертв среди людей вроде бы не было – хотя кто может поручиться за каких-нибудь таежных охотников-аборигенов? Кто в те годы считал беспаспортных детей природы?