Существовала ли между Марсом и Юпитером загадочная планета Фаэтон? Возможно, ответ на этот интригующий вопрос будет получен в 2011 году. К поясу астероидов направляется космический зонд Dawn («Заря»), который, вероятно, и даст ответы на многие вопросы о мифе о Фаэтоне и происхождении пояса астероидов.




Открытие Тициуса

Планета Фаэтон — одна из величайших загадок Вселенной. Ее называют прародительницей астероидов и комет. Орбита Фаэтона, согласно самой популярной гипотезе, находилась между орбитами Марса и Юпитера. Затем по невыясненным обстоятельствам планета якобы распалась или взорвалась и образовала пояс астероидов. И теперь ее осколки путешествуют между орбитами двух крупных небесных тел. Но была ли планета на самом деле? И если была, то что с ней произошло? Приблизиться к отгадке этой древней тайны ученые получили возможность только сегодня, когда космические телескопы смогли заглянуть в самые удаленные уголки Вселенной.

Вообще, Фаэтон изначально вычислили на кончике пера. Автором открытия стал немецкий физик и математик Иоганн Даниэль Тициус (1729-1796). В 1766 году он нашел числовую закономерность в расстояниях планет от Солнца. По Тициусу выходило, что если написать ряд чисел 0, 3, 6, 12, 24, 48, 96 и прибавить к каждому из этих чисел (составляющих, начиная от второго, геометрическую прогрессию со знаменателем 2) по 4, то получим новый ряд чисел 4, 7, 10, 16, 28, 52, 100, который довольно точно выражает последовательные расстояния всех планет от Солнца.

«Обратите внимание на расстояния между соседними планетами, и вы увидите, что почти все они возрастают пропорционально радиусам самих орбит, — писал Тициус в своих работах. — Примите расстояние от Солнца до Сатурна за 100 единиц, тогда Меркурий окажется удаленным от Солнца на 4 таких единицы; Венера — на 4+3=7 тех же единиц, Земля — на 4+6=10; Марс — на 4+12=16. Но смотрите, между Марсом и Юпитером происходит отклонение от этой такой точной прогрессии. После Марса должно идти расстояние 4+24=28 единиц, на котором сейчас мы не видим ни большой планеты, ни спутника...»

Иоганн Даниэль Тициус твердо верил, что там что-то должно быть, но предположил, что «это расстояние, без сомнения, принадлежит пока еще не открытым спутникам Марса… После этого неизвестного нам расстояния получается орбита Юпитера на расстоянии 4+48=52 единицы, а дальше расстояние самого Сатурна - 4+96=100 таких единиц. Какое удивительное соотношение!»

Однако в этой последовательности было одно «незанятое» место — отсутствовала планета, которая должна была находиться между Марсом и Юпитером, на расстоянии примерно 2,8 а. е. от Солнца.

Отряд небесной полиции

Формула Тициуса, между тем, исправно работала, доказывая правильность вычислений. Так, уже в 1781 году был открыт Уран, между прочим, на расстоянии, почти точно совпадающем с предсказанным по правилу Тициуса. После этого были начаты поиски недостающей планеты. Для этого была образована группа из двух десятков астрономов, которая получила известность в прессе как «Отряд небесной полиции». В 1801 году — новое открытие. Директор обсерватории в Палермо (Сицилия) Джузеппе Пьяцци обнаружил на нужной орбите карликовую планету, которую назвали Церерой в честь богини — покровительницы Сицилии. И за ближайшее десятилетие было найдено еще три объекта: в 1802 году — Паллада, в 1804-м — Юнона и в 1807-м — Веста.

Все эти планеты двигались примерно на таком же расстоянии от Солнца, что и Церера, — 2,8 астрономической единицы (около 420 миллионов километров). Именно это обстоятельство позволило немецкому астроному и врачу Генриху Ольберсу в 1804 году высказать гипотезу о том, что малые планеты (их еще называют астероидами, «звездоподобными») произошли в результате взрыва планеты, радиус орбиты которой был на расстоянии 2,8 астрономической единицы. Не ошибся Тициус!

В дальнейшем был обнаружен целый пояс астероидов, который расположен как раз там, где должна была находиться гипотетическая планета. По одной из гипотез, она разрушилась под воздействием мощной гравитации Юпитера. То есть планета была «разорвана» гравитационными полями Марса и Юпитера.

Иоганн, ты не прав!

Нашлись и скептики. Их точка зрения была такова: расчеты, сделанные для того, чтобы определить, как двигались астероиды в прошлом, показали, что они никогда не были частью одной планеты. Аргументом является малая суммарная масса астероидов и практическая невозможность формирования крупного объекта типа планеты в области Солнечной системы, испытывающей сильные гравитационные возмущения от Юпитера. Таким образом, скептики сделали вывод: главный пояс астероидов является не разрушенной планетой, а планетой, которая так и не смогла сформироваться ввиду гравитационного влияния Юпитера и, в меньшей степени, других планет-гигантов.

Подверглось критике и само правило Тициуса. Оно до сих пор не получило своего теоретического обоснования, потому что, как считают некоторые космогонисты, не содержит никакого физического смысла.

Нашлись энтузиасты, которые даже попытались реконструировать далекую историю. Так, московский астроном Александр Чибисов, используя методы небесной механики, попробовал теоретически «собрать» астероиды вместе и определить приблизительную орбиту родительской планеты. Но вывод астронома был однозначен: исходя из современных данных о движении астероидов невозможно определить ни область, где разорвалась планета, ни орбиту, по которой она двигалась до взрыва. А азербайджанский ученый Г. Ф. Султанов рассчитал, как должны распределиться в пространстве осколки при разрыве планеты, затем полученные данные сравнил с существующим распределением астероидов. И вновь результат оказался не в пользу Фаэтона. Различия в распределении столь велики, что говорить о взрыве небесного тела нет никаких оснований, сделал вывод исследователь.

Но ведь можно же допустить, что под действием планетных возмущений за время, сравнимое с возрастом Солнечной системы, орбиты астероидов запутались настолько, что восстановить начальные условия попросту невозможно?

Веское слово Фемиды

И вот в октябре 2009 года в доказательствах скептиков появилась небольшая, но трещина. Астрономы Университета Центральной Флориды объявили, что обнаружили воду на астероиде 24 Фемида (24 Themis). Мол, о ее присутствии на поверхности глыбы поперечником под 200 километров можно судить по спектральной картине, полученной с помощью инфракрасного телескопа NASA, установленного на Гавайских
островах.

Тем самым ученые подтвердили прошлогоднее открытие своих коллег из Университета Джона Хопкинса, работавших по программе поиска внеземных цивилизаций (SETI). Получается, что вода на астероиде действительно есть, раз о ней говорят две независимые команды исследователей. Более того, обе команды заявляют еще и о том, что на поверхности Фемиды обнаружены следы органических молекул.

Несколькими годами раньше с помощью орбитального телескопа «Хаббл» вода была найдена на куда более крупном космическом теле — на гигантском астероиде Цересе с поперечником в 950 километров. И на астероиде Веста (около 600 км)… Они, между прочим, тоже располагаются между Юпитером и Марсом. Церес, по оценкам ученых, вообще на четверть состоит из воды. А у других астероидов обнаружены хвосты. Как у комет. Объяснение этому феномену одно: на них тоже, вероятно, есть вода. А хвосты — следы ее испарения.

На вопрос о происхождении льда на астероидах вразумительных ответов пока нет. Значит, все-таки Фаэтон существовал? И вода прежде находилась в океанах Фаэтона, а органические молекулы остались от его жителей?

Возможно, отвечают серьезные ученые. Но в то же время, не объясняя природу астероидной воды, считают: падая в свое время на Землю вместе со своими «носителями», она вполне могла наполнить океаны нашей планеты. Равно как и кометы, которые прежде считались единственными вероятными «водовозами».

Осталось дождаться «Зари»

Древняя загадка Вселенной о планете Фаэтон все-таки будет разгадана благодаря космической экспедиции. К поясу астероидов направляется космический зонд Dawn («Заря»). Летит уже два года. Цель — добраться до двух крупнейших объектов в поясе астероидов. Первый из них — Веста, сближение запланировано на октябрь 2011 года. На корабле установлены электрические ионные двигатели, которые питаются от солнечных батарей.

— Этой экспедиции научное сообщество ожидало с того момента, как стали возможны межпланетные космические полеты, — говорит руководитель полета Кристофер Рассел из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

Исследуя объекты в поясе астероидов, ученые надеются получить уникальные данные, которые дадут ответ на вопрос, как же все-таки образовалась наша Солнечная система. И какую роль в ней сыграл загадочный Фаэтон.

И тут появляется какой-то Мардук…

В 1960-х годах легендарный советский уфолог и астроном Феликс Зигель рассчитал, что диаметр Фаэтона мог составлять 6 880 километров — чуть больше диаметра Марса. Далее астрономы, увлеченные идеей, вычислили, что разрушение планеты произошло примерно 16 миллионов лет назад.

Дата катастрофы считается весьма спорной. Равно как и причины самого катаклизма.

Во многих фантастических произведениях обыграна идея, будто бы планету взорвали местные жители в ходе термоядерной войны. Эта версия лежит в основе романов Александра Казанцева «Фаэты» и Михаила Чернолусского «Фаэтон», повестей Олеся Бердника «Катастрофа», «Стріла часу» (русск. «Стрела времени») и Константина Брендючкова «Последний ангел», рассказа Георгия Шаха «Гибель Фаэтона».

Но, возможно, планета разрушилась под действием гравитационных полей более массивных космических тел. Такая гипотеза выдвинута в романах Георгия Мартынова «Звездоплаватели» и «Гость из бездны». Фаэтон оказался на пути какого-то сверхплотного тела, падавшего на Солнце. Орбита Фаэтона начала рывками вытягиваться в сторону Юпитера, и все закончилось глобальной катастрофой. Но обитатели злосчастной планеты успели отправиться на своих звездолетах прочь, а затем обосновались в системе Веги.

В рассказе Александра Левина «Гибель Фаэтона» представлена гипотеза формирования Солнечной системы. У ближайшего к Солнцу гиганта — Фаэтона — распалась сложная и неустойчивая система спутников. Они стали внутренними планетами. А само ядро поврежденного силами гравитации Фаэтона превратилось в планету Уран — единственную из всех, которая вращается «лежа на боку», то есть собственная ось вращения Урана проходит через плоскость орбиты планеты.

Астероид Ида со спутником Дактиль — фрагмент Фаэтона. Согласно шумерской мифологии, в нашей Вселенной была планета с вытянутой орбитой Мардук, которая случайно попала в Солнечную систему. То, что траектория ее движения пролегала вначале мимо Нептуна, а потом Урана, говорит о том, что планета двигалась по часовой стрелке, в направлении, обратном движению остальных планет вокруг Солнца. Общий эффект притяжения всех других планет повел Мардука в самый центр Солнечной системы, в итоге он столкнулся с планетой Тиамат (Фаэтон). Ученые, которые придерживаются традиционных воззрений, не склонны примешивать к катаклизму инопланетян и неизвестные «Мардуки». Возможно, говорят одни, Фаэтон погиб в результате вулканической активности. Другие считают причиной центробежную силу, которая разорвала планету из-за слишком быстрого ее суточного вращения. Некоторые допускают, что он просто наткнулся на собственный спутник.

Ну а по мнению академика Отто Шмидта (1891-1956), во всем виноват Юпитер, и только он. И произошло это на заре рождения планет, примерно около 4 миллиардов лет назад. В то время молодое Солнце было окружено газопылевым облаком, причем пылевой слой концентрировался в экваториальной области, в той плоскости, где теперь вращаются планеты. Скорости пылинок в слое были относительно небольшие, поэтому пылинки быстро слипались, сравнительно за короткое время образовались тела (планетезимали), по размерам сравнимые с современными астероидами. Быстрее всего благодаря специфическим условиям в протопланетном облаке процесс рождения планетезималей шел в районе орбиты нынешнего Юпитера. Крупнейшая планетезималь имела приоритет в росте — она интенсивно присоединяла к себе соседние тела, превращаясь в ядро будущего Юпитера. Когда масса ядра достигла нескольких масс Земли, оно стало эффективно «раскачивать» орбиты ближайших к нему планетезималей и выкидывать их из своей зоны питания. Силы были настолько велики, что планетезимали «простреливали» внутренние области рождающейся Солнечной системы, вплоть до орбиты современного Меркурия. Считается, что больше всего досталось району, где сейчас располагается пояс астероидов. При столкновениях протоастероиды уже не могли объединиться, процесс дробления стал преобладать над процессом роста. Так растущий Юпитер приостановил рост ближайшей к себе планеты. Не исключено, что масса Марса осталась небольшой именно из-за этих процессов.

Получается, что на некотором первоначальном этапе своего развития прото-Юпитер работал наподобие пращи, раскидывая во все стороны соседние планетезимали. Масса вещества, вынесенного из Солнечной системы Юпитером и другими планетами-гигантами, могла достигать нескольких сотен масс Земли. Часть планетезималей навсегда покинула Солнечную систему, другая часть время от времени возвращается к нам в виде комет.

Что-то быстро они размножаются...

К 1860 году было известно уже 62 астероида, к 1870-му — 109, к 1880-му — 211, к 1923-му — 1000... По данным Института теоретической астрономии РАН, к марту 1998 года в астрономических каталогах значилось уже 8443 астероида с хорошо рассчитанной орбитой, получивших имя. Как предположили астрономы Робин Эванс и Карл Стапелфельдт после изучения снимков «Хаббла», всего в поясе астероидов находится примерно 300 000 тел диаметром 1-3 километра и огромное количество прочей мелочи.

Не все астероиды находятся в поясе между Марсом и Юпитером. Некоторые из них имеют совершенно другие орбиты и даже могут опасно сближаться с Землей. Недавно по газетам и телевизионным каналам прошло сообщение о том, что в четверг 26 октября 2028 года астероид 1997 XF11 может врезаться в Землю. Но потом все просчитали вроде бы более точно, и оказалось, что Армагеддон отменяется: астероид пройдет на расстоянии 960 000 километров от Земли. Но об этом говорилось, разумеется, куда меньше.

Где во Вселенной жить хорошо?

Вот это знать надо обязательно, на случай всяких грядущих апокалипсисов. Куда бежать, куда лететь?

Пользуясь имеющимися данными, астрофизик Абель Мендес из Университета Пуэрто-Рико составил рейтинг пригодных для жизни мест Солнечной системы. Присвоил каждому соответствующий индекс сообразно разработанному им же так называемому стандарту обитаемости — Standard Primary Habitability (SPH), который измеряется в долях от единицы.

Высший рейтинг имеет, конечно, Земля — с нынешним значением SPH равным 0,7. Мендес уверяет, что в истории нашей планеты были и лучше времена — со Стандартом в 0,9.

За Землей следуют отнюдь не Марс. Его опережают спутники планет-гигантов. Например, спутник Сатурна Энцелад, подо льдом которого, скорее всего, есть подогретая вода. И спутник Юпитера Европа, где, по предположениям, вода тоже имеется. В ней, полагают, содержится гораздо больше кислорода, чем принято было считать до сих пор. По Мендесу, признаками обитаемости обладают и некоторые
астероиды.