Происхождение и развитие солнечной системы

Страница 9

Если окажется, что силикатное ядро Юпитера является не таким, как Марс, а огромным, в 15-20 масс Земли, и если окажется, что Юпитер не теряет свое атмосферное вещество и не сможет его потерять в будущем, даже если приблизится на расстояние Марса, то можно выдвинуть еще одно предположение о происхождении планет земной группы, а именно, что планеты земной группы произошли не из силикатных ядер планет-гигантов и не из их больших спутников, а из крупных астероидов. Предположим, что это именно так, и рассмотрим эту гипотезу.

Если бы кометы первого кометного пояса, переселившись за орбиту Юпитера, не теряли ледяную компоненту и не превращались в астероиды, которые образуют единственный в Солнечной системе астероидный пояс, то они, образовав еще один, самый ближний к Солнцу кометный пояс, во время очередных галактических зим продолжали бы приближаться к Солнцу и одна за другой исчезали бы в его недрах, увеличивая его массу. Но то обстоятельство, что кометы под воздействием солнечного излучения теряют ледяную компоненту и превращаются в астероиды, имеет далеко идущие последствия.

Дело в том, что плотность астероидов намного больше плотности комет, что приводит к тому, что относительное торможение астероидов при их образовании из комет и укрупнении резко, в несколько раз уменьшается, несмотря на то, что при этом уменьшается, по-видимому, их средняя масса. А малое относительное торможение астероидов, в сравнении с кометами приводит к тому, что они приближаются к Солнцу в несколько раз медленнее, чем кометы. Если кометы за какое-то определенное время перемещаются из одного кометного пояса в другой на расстояние 5-10 а.е., то астероиды за это же время перемещаются всего лишь, быть может, на 1 - 1,5 а.е. При этом происходит их все большее укрупнение.

Более крупные кометы, хотя быть может и не все, отбираются посредством захвата планетами, орбиты которых они пересекают. Астероиды также захватываются планетами земной группы при пересечении их орбит, увеличивая массы планет, но скорость приближения астероидов к Солнцу, сравнительно со скоростью приближения планет земной группы, незначительна. Эта разница не идет ни в какое сравнение с разницей в скорости приближения к Солнцу планет-гигантов и комет. Ведь кометы быстрее приближаются к Солнцу, чем астероиды, а планеты-гиганты, наоборот, приближаются к Солнцу в 20 раз медленнее, чем планеты земной группы. Поэтому астероиды, в отличие от комет, успевают увеличиваться за счет других, более мелких астероидов, за счет комет, метеорных тел и пыли до относительно больших размеров, иногда до размеров небольшой планеты.

И в настоящее время в астероидном поясе происходит укрупнение астероидов в результате их столкновения друг с другом, хотя в это же время происходит и их дробление. Следствием укрупнения явилось возникновение особо крупных астероидов: Цереры, Паллады, Весты и др. При наступлении очередной галактической зимы этот процесс усилится и будет продолжен после ее окончания. В результате значительная часть астероидов из астероидного пояса присоединится к наибольшему из астероидов, по-видимому, Церере, и в зоне планет земной группы возникнет пятая планета земного типа с массой и величиной от Луны до Марса.

Планеты же земной группы во время следующей суровой галактической зимы несколько приблизятся к Солнцу, освобождая место новой планете, которая переместится ближе к орбите Марса. Марс приблизится к Земле ввиду его большего относительного торможения и расстояние между ними сократится. А Меркурий может настолько близко подойти к поверхности Солнца, что исчезнет в его недрах. И тогда между Солнцем и Юпитером снова будет четыре планеты земной группы, но первой планетой из них будет не Меркурий, а Венера, а последней не Марс, а Церера.

Кометы, переселяющиеся во время галактических зим из первого кометного пояса через орбиту Юпитера, располагаются на всем расстоянии от Солнца до Юпитера, в том числе около планет земной группы и между ними. Но промежутки между планетами земной группы небольшие и за время галактического лета все кометы, разместившиеся там и превратившиеся в небольшие астероиды, становятся добычей планет под действием силы их гравитационного притяжения, увеличивая массу. Некоторые из них могут перейти на орбиты планет и существовать некоторое время в виде спутников (Фобос, Деймос).

При возникновении планет земной группы в районе астероидного пояса, постоянно питаемого во время галактических зим кометами из первого кометного пояса, их относительное торможение будет уменьшаться, поскольку при увеличении массы, при прочих равных условиях, относительное торможение уменьшается. Например, если все четыре планеты земной группы разместить на одной орбите, то относительное торможение Земли и Венеры будет в 2-2,5 раза меньше относительного торможения Меркурия и Марса. Но масса самых маленьких планет, типа Луны и Меркурия, во много раз больше самых больших астероидов, поэтому их относительное торможение во много раз меньше. А следствием этого является то, что астероиды во время галактических зим догоняют планеты и часть их обрушивается на поверхность планет, оставляя на ней мелкие и большие кратеры, которыми покрыты все планеты и их спутники.

Массы планет земной группы, как и других небесных тел, с каждой галактической зимой будут все более увеличиваться. Но темпы их роста будут сильно отличаться. Быстрее всего будут расти те планеты, которые расположены ближе к астероидному поясу, а медленнее всего те, которые расположены ближе к Солнцу. Быстрее всего, следовательно, увеличиваются астероиды, в том числе Церера, и планета Марс, а медленнее всего - Меркурий и Венера. Вследствие этого, Марс может в будущем приблизиться по размерам и массе к Венере и Земле, а Церера, возможно, догонит Луну, затем Меркурий, а затем и современный Марс. Ведь при увеличении расстояния между Марсом и Юпитером, по мере приближения Марса и других планет земной группы к Солнцу, ширина астероидного пояса будет все более увеличиваться. Одновременно увеличатся количество и размеры астероидов. Сначала укрупнение астероидов будет происходить медленнее, затем процесс укрупнения ускорится, а при достижении самыми крупными астероидами и всем астероидным кольцом какой-то определенной, критической величины, возможно, примет бурный характер и все или большая часть астероидов, находящихся вблизи крупнейшего астероида, сольются в единую силикатную планету с массой и размерами от Луны до Меркурия или даже Марса.

Происхождение современных планет земной группы можно представить следующим образом. Первой из существующих планет земной группы в районе астероидного пояса, около 4 а.е. или несколько дальше, произошла Венера, имевшая при возникновении размеры и массу Меркурия или Марса. Впрочем, сначала она имела массу и размеры Луны, а еще раньше была величиной с Цереру и т. д. С каждой галактической зимой масса и размеры Венеры быстро возрастали, хотя они росли и во время галактического лета за счет столкновения и присоединения к себе астероидов.

Когда Венера находилась от Солнца на расстоянии около 3 а. е., в астероидном поясе возникла новая планета, которая имела хотя и относительно большую массу, но гораздо меньшую, чем уже увеличившаяся к этому времени Венера. Это был Меркурий. Его относительное торможение было больше, чем у Венеры и он постепенно приближался к ней. В конце концов он приблизился к Венере настолько близко, что был захвачен ею на свою орбиту. При этом Меркурий изменил направление своего обращения с прямого на обратное и, обращаясь вокруг Венеры в обратном направлении, как сегодня Тритон, тормозил ее осевое вращение. В результате этого Венера не только перестала обращаться в прямом направлении, во и стала медленно вращаться под влиянием мощного приливного трения, вызываемого обратным движением Меркурия, в обратную сторону. Меркурий не мог, если бы он был единственным спутником Венеры, одновременно заставить Венеру вращаться в обратную сторону и удаляться от нее. Поэтому необходимо предположить и здесь, что до Меркурия образовалась еще хотя бы одна небольшая планета, которая, как и Меркурий, была затем захвачена Венерой, приблизилась к ее поверхности и обрушилась на нее, заставив тем самым Венеру вращаться в обратную сторону. Меркурий же, будучи спутником Венеры, после этого стал удаляться от Венеры, поскольку его период обращения стал больше периода вращения Венеры, а направление обращения Меркурия совпадало с направлением вращения Венеры (по часовой стрелке). Венера при этом тормозилась и ее период вращения все увеличивался, достигнув к настоящему времени 243 суток.