Антон Первушин - Последний космический шанс
В 1950-е годы гипотеза Ольберса впервые подверглась серьезной проверке. Ее попытался рассмотреть с позиций небесной механики молодой азербайджанский астроном Гаджибек Султанов. Примечательно, что первая публикация Султанова называлась «Теоретические распределения элементов орбит осколков гипотетической планеты Ольберса» – получается, что в начале своих исследований ученый основывался на упомянутой гипотезе, задавшись целью определить исходные параметры орбиты Фаэтона. Однако выводы, сделанные Султановым после многих лет упорного труда, были неутешительны: «Установлено, что распадом одной планеты нельзя объяснить наблюдаемое распределение астероидов». В своей работе Султанов показал, что двенадцать групп известных астероидов настолько независимы друг от друга, что могли возникнуть только если на орбите было как минимум двенадцать «фаэтонов».
Изучение железных метеоритов опять же указывало на существование нескольких групп «небесных камней», которые формировалось в различных условиях: при разных значениях температуры и давления и даже при разных обстоятельствах нагрева и остывания – что никак не могло происходить в недрах одной планеты. Более того, из анализов состава метеоритов следовало, что они сохранили свою кристаллическую структуру, а в недрах массивной планеты такая структура неминуемо была бы разрушена. Более детальные исследования доказали, что метеоритное вещество могло сформироваться и прийти к сегодняшнему состоянию только в небесных телах размером с астероид.
Несмотря на серьезные возражения со стороны астрофизиков и специалистов по метеоритам, в начале 1970-х годов за рубежом появились работы, в которых делались попытки возродить гипотезу Ольберса на совершенно новых основаниях. В 1972 году английский астроном Майкл Овенден чисто математически показал, что если применить закономерности в движении спутников крупных планет к Солнечной системе, то получится неожиданный результат: в ней должна существовать еще одна планета массой в 90 масс Земли (!), расположенная в районе пояса астероидов. Эта планета, по расчетам Овендена, должна была распасться не позднее, чем 16 млн лет назад. Гипотезу Овендена поддержал американский астроном Том Ван Фландерн. Он предположил, что в результате распада Фаэтона образовались не только астероиды, но и долгопериодические кометы. Анализ орбит таких комет показал, что большинство из них проходит через место распада – т. е. через пояс астероидов. Однако из расчетов Ван Фландерна следовало, что время распада планеты составляет не 16, а 5 млн лет.
Теория Овендена сразу же после ее появления была подвергнута острой критике. Оппонентам удалось показать, что она совершенно не объясняет многие явления, происходящие в поясе астероидов, а значит, остается умозрительной и не может быть применена к реальным объектам. Кроме того, Овенден и Ван Фландерн не сумели внятно объяснить, по каким причинам разрушилась, причем совсем недавно (по космическим масштабам 5 млн лет – это вчера), такая массивная планета (чуть меньше Сатурна). Проделанный астрономами Эдинбургской обсерватории анализ показал, что ни внезапное выделение химической или ядерной энергии, ни давление газов в недрах планеты не могли привести к ее разрыву. Если же причиной разрыва Фаэтона было воздействие приливных сил Юпитера, то ответное воздействие гипотетической планеты должно было бы сказаться на системе его спутников: на восстановление стабильности в ней даже такой гигант, как Юпитер, затратил бы 2 млрд лет.
С еще более сокрушительной критикой гипотезы Овендена выступил известный ирландский астрофизик Эрнст Эпик. Простым подсчетом он показал, что если бы действительно произошел взрыв Фаэтона (независимо от его физической причины), это привело бы к гибели жизни на Земле. Лучистая энергия взрыва испепелила бы поверхность нашей планеты, а спустя три месяца после взрыва на Землю обрушился бы поток частиц и газов. Такой же поток, достигнув Солнца, вызвал бы разогрев нашего светила. Энергии только от притока вещества (остатков планеты, сопоставимой по размерам и массе Сатурну) оказалось бы достаточно, чтобы испарить на Земле слой воды толщиной 20 м. Однако по данным палеонтологии никаких глобальных катастроф на Земле в то время не было. Но самое важное – при взрыве такой планеты не смогли бы образоваться астероиды – все ее вещество перешло бы в пар и мелкие осколки не больше 25 м в диаметре. Если же астероиды существовали до взрыва Фаэтона, то они были бы давно «вычерпаны» этой гипотетической планетой, то есть выпали бы на ее поверхность при случайных встречах и под действием притяжения. Однако пояс астероидов существует – и его существованию должно быть найдено объяснение.
Первую теорию, объясняющую возникновение астероидов без привлечения Фаэтона, попытался обосновать Отто Шмидт – математик, вице-президент Академии наук и один из создателей «Большой Советской Энциклопедии». Запомните эту фамилию, к теории Шмидта мы еще вернемся. Пытаясь объяснить некоторые особенности устройства Солнечной системы, Шмидт выдвинул предположение, что изначально Солнце не имело планет, а приобрело их после того, как в своем движении вокруг центра Галактики вошло в гигантское облако «темной материи» (пыль, метеороиды) и захватило часть этого облака с собой. Постепенно гравитационные силы заставили крупные метеороиды притягиваться друг к другу, образуя «планетезимали» (каменистые зародыши планет) – из них и сформировались со временем все планеты и их естественные спутники. По мнению Шмидта, изначально новорожденные планеты были холодны (как и облако темного вещества, из которого они возникли) и разогрелись позднее за счет распада радиоактивных веществ. В рамках этой необычной теории, получившей большое признание в СССР, предполагалось, что кометы и астероиды являются планетезималями.
Теория Отто Шмидта не раз подвергалась критике и в конечном итоге была признана ошибочной. В процессе дальнейшего изучения вопроса выяснилось (в том числе и путем непосредственного наблюдения протопланетных облаков), что планетная система формируется вместе со звездой из единого газопылевого облака, состоящего преимущественно из водорода. Под действием гравитационных сил газовая туманность сжимается таким образом, что центральная область становится наиболее плотной. Уже 5 млрд лет назад Солнечная система сформировалась почти в том виде, в каком мы ее сегодня знаем.
В то время как теория Шмидта теряла сторонников, гипотеза Ольберса их вновь обрела. В настоящее время ее подробно разрабатывает российский геолог Игорь Резанов. Он учел практически все возражения, высказанные учеными по поводу Фаэтона, и нашел им объяснение в рамках принципиально новой картины формирования и гибели гипотетической планеты. Резанов предположил, что Фаэтон формировался из газопылевого облака вместе с другими планетами и был размером с Марс (радиусом около 3000 км). При этом гипотетическую планету окружала мощная водородная атмосфера, что в начальный период формирования планет было не такой уж редкостью. Около 4,5 млрд лет назад (через 500–600 млн после начала формирования Солнечной системы) тело размером с нашу Луну, прилетев из дальнего космоса, врезалось в Фаэтон. В результате этого столкновения «пятая» планета утратила внешнюю стокилометровую кору, а ее осколки стали астероидами. Удар «скитальца» буквально расплескал поверхность Фаэтона во все стороны. Выплеснутые массы застывали, образуя крупные и мелкие астероиды (изучение астероидов с помощью радаров показало, что по своей форме они действительно очень похожи на капли масла в воде), а часть осколков превратилась в кометы.
Резанов приводит и другое объяснение первичного разрушения Фаэтона. Вполне могло оказаться, что никакой космический «скиталец» тут не понадобился, а сыграла свою роль большая водородная атмосфера, которая в совокупности с другими факторами привела к «газовому взрыву». Интересное следствие вытекает из предложенной модели. Заметная часть вещества Фаэтона, выброшенная в направлении, противоположном его орбитальному движению, должна была выпасть на протосолнце. Возможно, мгновенное выделение огромной кинетической энергии этого падения спровоцировало начало термоядерных реакций в протозвезде и фактически «зажгло» наше светило. Тут важно, что поток его лучистой энергии пришелся на период после первичного разрушения Фаэтона. Свечение Солнца за короткий срок вымело из системы вещество протопланетного диска, не успевшее сконденсироваться в планеты, и установило новый режим планетных атмосфер. Атмосферы планет земной группы (Венера, Земля, Марс) прогрелись до температур, при которых они быстро потеряли водород. Лишившись внешней коры и водородной атмосферы, Фаэтон просуществовал еще 300–400 млн лет, после чего началось его второе разрушение, вызванное дроблением малой планеты и закончившееся 3,6 млрд лет назад. Возможно, в этот период времени на Фаэтоне возникли гидросфера и простейшая биосфера. Собранная на сегодняшний день информация позволяет представить, какой была среда обитания микроорганизмов на Фаэтоне. Поверхность вновь образованной после первого взрыва коры планеты представляла глинистую равнину. Жизнь возникла в трещинах горных пород, где сложились все необходимые для этого физические и химические условия…
