"Радуйтесь тому, что имена ваши записаны на небесах" (Лука, 10:20); "Число душ в Космосе равно числу звезд и распределено по одной на каждой звезде" (Платон, "Тимей", 41е); "- Хотел бы я знать, зачем звёзды светятся... - Наверное, затем, чтобы рано или поздно каждый мог вновь отыскать свою" (Антуан де Сент-Экзюпери, "Маленький принц"); "Зачем рыдать под звездой, которую всё равно не снять с неба? Она совершит начертанный ей путь. А ты совершай свой" (Иван Ефремов, "Таис Афинская").

четверг, 26 ноября 2015 г.

Тейя - второй спутник и "сестра" Земли

Серьезные астрономы допускают возможность существования двойника Земли. Такие планеты получили в науке название «троянских спутников». Еще в 18 веке ученые установили, что малые небесные тела могут двигаться по одной орбите с планетой, если они находятся вблизи триангуляционных точек впереди или позади нее, то есть рядом с точками Лагранжа, где гравитация Солнца и планеты уравновешивается. Такие «троянские планетарные тела» были найдены на орбитах Юпитера (более тысячи), Марса (несколько) и Нептуна (один), однако до недавнего времени не было найдено ни одного “троянского” спутника Земли, поскольку они находятся очень близко к Солнцу с точки зрения земного наблюдателя и их сложно засечь.

Однако с запуском космического телескопа WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) в 2009 году ситуация изменилась, этот аппарат хорошо “видел” область, расположенную в 90 градусах от линии Земля-Солнце. В результате, ученые получили данные примерно о 33,5 тысячи новых астероидах и 500 объектах, сближающихся с Землей. Мартин Коннорс (Martin Connors) из университета Атабаски (Канада) и его коллеги проанализировали данные WISE и обнаружили потенциального “троянца” – астероид 2010 TK7. Ранее в данных телескопа WISE был найден другой “подозрительный” объект – 2010 SO16. Анализ, проведенный учеными из североирландской обсерватории Армаг в апреле этого года, показал, что этот 400-метровый астероид является “подковным”: он постоянно смещается по орбите относительно Земли, двигаясь по траектории, напоминающей подкову. Цикл этого движения от одного конца “подковы” до другого занимает 175 лет, при этом астероид страдает “террафобией” и никогда не сближается с нашей планетой ближе, чем на 50 расстояний от Земли до Луны. «… Мы определили 2010 TK7 как возможного земного “троянца” на основе измерений его положения в течение шести ночей в конце 2010 года. Наблюдения в Гавайском университете и на телескопе CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope) в апреле 2011 года, после того как объект в течение нескольких месяцев был в положении, неудобном для наблюдений с Земли, настолько улучшили наши знания о его орбите, что мы можем с определенностью заявить, что 2010 TK7 – земной троянец», – писали М. Коннорс и его коллеги. Согласно их расчетам, 2010 TK7 медленно двигается вокруг точки Лагранжа L4, совершая один круг примерно за 395 лет. При этом он перемещается также в вертикальной плоскости и медленно колеблется то в сторону Земли, то в сторону точки Лагранжа L3.  Орбита 2010 TK7 остается стабильной в течение, по меньшей мере, 10 тысяч лет.  

Также важным является открытие в звёздной системе KOI-730, где две из четырёх планет обращаются вокруг своего солнца по одной орбите. Планетолог Джек Лиссауер (Jack Lissauer) из исследовательского центра Эймса и его коллеги из ряда других учреждений высчитали, что пара планет обегает вокруг своей звезды (солнечного типа) за 9,8 дня. Вдоль общей орбиты эти два мира постоянно разделяют 60 градусов дистанции. Это возможно благодаря гравитационным «точкам Лагранжа». В нашей системе в этих точках скапливаются разве что сравнительно мелкие тела (троянские астероиды), а вот в системе KOI-730 в таких позициях образовались две планеты. В ночном небе они видны друг другу как яркие светила, никогда не угасающие и не разгорающиеся. В теории обе планеты могли бы разбалансироваться и столкнуться. Но по расчётам их движение останется стабильным по меньшей мере ещё 2,2 миллиона лет.

Известно, что ось вращения и плоскость орбиты Луны несколько наклонена примерно на 5 градусов по отношению к эклиптике – плоскости орбиты Земли вокруг Солнца, а в прошлом она была наклонена еще больше – на 10 градусов. Это невозможно объяснить с помощью современных планетологических теорий – если Луна действительно родилась в ходе столкновения «зародыша» планеты и Земли, то тогда угол наклона ее оси должен быть в 10 раз меньше, то есть 1 градус. В ноябре 2015 г. информ-агенства мира сообщили, ссылаясь на статью,  опубликованной в журнале «Nature», что, создав компьютерную модель эволюции Земли и Луны, французские планетологи Каве Пахлеван (Kaveh Pahlevan) и Алессандро Морбиделли (Alessandro Morbidelli) из университета Лазурного Берега в Ницце (Франция) выяснили, почему Луна вращается под «градусом» к Земле.  из-за того, что в далеком прошлом мимо нее пролетали крупные протопланетные тела, упавшие на Землю и подарившие ей золото и другие благородные металлы.

Считается, что во время формирования Земли «тяжелые» элементы – железо, платина, золото и другие благородные металлы – «утонули» в мантии планеты и образовали твердое металлическое ядро. С другой стороны, в земной коре и в верхних слоях мантии этих элементов значительно больше, чем предсказывает теория зарождения планеты. Большинство ученых объясняет это тем, что крупные астероиды, бомбардировавшие поверхность Земли уже после формирования ядра, оставили на поверхности коры и мантии «налет» из золота и других тяжелых металлов. Если это произошло, возникает вопрос – как такие астероиды могли пролететь мимо Луны и не оставить на ней заметно большего числа кратеров, чем сегодня можно увидеть на ее поверхности.

К. Пахлеван и А. Морбиделли предположили, что это может быть связано с тем, что Земля бомбардировалась не большим количеством достаточно небольших астероидов, а небольшим числом крупных протопланетных тел, сопоставимых по размерам с Луной. Они проверили эту идею при помощи суперкомпьютера. Как оказалось, подобный сценарий вполне осуществим, и вдобавок к этому, он помогает разрешить загадку наклона оси вращения Луны. Расчеты показывают, что такие протопланеты-«золотовозы» будут падать на поверхность Земли далеко не сразу – после сближения с системой Земля-Луна они должны проводить десятки тысяч лет, все теснее сближаясь с Землей. Эти сближения будут очень заметно влиять на положение Луны на орбите, заставляя ее сдвигаться «вверх» или «вниз» относительно плоскости экватора Земли, где раньше находилась спутница нашей планеты и двигаться по орбите, наклоненной под большим углом к плоскости эклиптики. Со временем, после нескольких подобных сближений и столкновений, Луна постепенно вернулась на свое место, но уже с наклоненной осью вращения.

Предположительно все это произошло коло 4,5 млрд лет назад – в поле тяготения Земли попало тяжелое тело, похожее на Марс и которое в 0,6-1,2 раза тяжелее Луны. Оно вращалось на орбите 100 млн лет и влияло на траекторию движения Луны. В результате этого произошло две вещи – Земля получила свои запасы золота, иридия и платины, которыми человечество пользуется сегодня, а Луна сместилась таким образом, что полные солнечные затмения происходят сегодня не каждые 30 дней, а заметно реже.

 Учёные отмечают, что данные выводы служат подкреплением ударной теории образования Луны, согласно которой вскоре после формирования Солнечной системы около 4,6 миллиардов лет назад планета Тейя (размером с Марс) врезалась в Землю. По расчётам планетологов, до удара Тейя должна была обитать как раз в точке Лагранжа, расположенной на орбите Земли. Тяжелое ядро Тейи «утонуло» в расплавленной магме Земли, а осколки от взрыва собрались в Луну. 

Эту теорию выдвинули ученые Мартин Ютци (Martin Jutzi) из Бернского университета (Швейцария) и его коллега Эрик Аспхог (Erik Asphaug) из Калифорнийского университета в городе Санта-Крус (США). По их мнению, при ударе могли образоваться не только Луна, а два  или, возможно даже больше объектов. По оценке авторов работы, вторая «луна» могла иметь размер примерно около 1000 километров и спустя несколько десятков миллионов лет на небольшой скорости столкнулась с «основной» Луной – ученые назвали это событие «гигантским шлепком». В результате лавовые потоки сдвинулись на видимое сейчас полушарие, а с обратной стороны Луны возникли возвышенности и холмы, в отличие от достаточно ровной видимой стороны Луны. Кроме этого, кора спутника на обратной стороне толще на 50 километров, а также содержит больше калия, фосфора и редких элементов. Более ранние теории, объясняющие такую асимметричность лунных сторон указывали, что в ранней юности наш спутник остывал неравномерно, на ее материю воздействовало  гравитационное поле Земли или, возможно, обратная сторона Луны испытала  усиленную  «бомбардировку». Опровергнуть  или подтвердить новую теорию ученых возможно с помощью образцов с обратной стороны Луны – если предложенная ими теория  верная, то возраст грунта с видимой и невидимой сторон должен отличаться на несколько десятков миллионов лет.  Так же в этом может помочь миссия NASA GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory), которая должна начаться в сентябре 2011 года. В рамках программы GRAIL предполагается отправить на орбиту Луны  два аппарата-близнеца, которые будут летать на параллельных орбитах высотой около 55 километров. Измеряя расстояние между аппаратами, которое будет меняться по мере того, как они проходят лунные гравитационные аномалии, ученые построят гравитационную карту спутника и получат представление о внутреннем строении нашего естественного спутника.

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...