Знание - сила, 2007 № 03 (957)

Когда Солнечная система возникла из газопылевого облака, тогда образовалось множество сгустков — «планетезималей», то есть маленьких планет. Остатки этой россыпи тел все еще пребывают в поясе астероидов, пролегающем между орбитами Марса и Юпитера. Они — источник постоянной угрозы для Земли, ведь при любом столкновении двух астероидов оба они сходят с орбит и мчатся в сторону Солнца. Если на их пути окажется Земля, не миновать катастрофы.

В то же время сила притяжения планет-гигантов очень велика, а потому им не раз удавалось «перехватывать» своевольные космические глыбы. Сталкиваясь с ними, планеты получали дополнительную энергию и ускоряли свое движение, из-за этого несколько удаляясь от Солнца. Особенно повлияли эти соударения на Нептун. Его орбита стала шире на треть. Перемещаясь на окраину Солнечной системы, он «вытолкнул» туда множество объектов, составивших еще один пояс астероидов — пояс Койпера, как показали в недавно созданной модели американский астроном Харольд Льюисон и его французский коллега Алессандро Морбиделли.

Удалившись от Солнца, Нептун потревожил и облако Оорта — кометное облако, окружающее Солнечную систему. Привычный бег комет нарушился. Одна за другой они устремлялись к Солнцу, и многие сталкивались с Землей. Случись такое сегодня, это была бы катастрофа, угрожавшая жизни на нашей планете. Однако в те незапамятные времена удары комет стали для Земли благом. Глыбы льда, разбиваясь о поверхность планеты, приносили сюда воду. Благодаря ей на Земле и зародилась жизнь.

Нептун окружен плотной атмосферой, подернутой голубым туманом

Как на Земле, на Нептуне, похоже, чередуются времена года. В начале этого десятилетия облака в южном полушарии планеты стали заметно шире и светлее. Это свидетельствует о сезонных колебаниях солнечного излучения, напоминающих смену времен года. На экваторе таких изменений почти не наблюдалось. Вот только «лето» или «зима» длятся на Нептуне невероятно долго — около сорока земных лет, ведь планета совершает один оборот вокруг Солнца за 165 лет.

Наблюдения за Нептуном пополнили и череду его спутников. В 2002 — 2003 годах американский астроном М. Холман и его канадский коллега Дж. Дж. Кавелаарс обнаружили сразу пять неизвестных спутников. Диаметр найденных объектов составляет от 31 до 54 километров. Три из них вращаются в том же направлении, что и Нептун, а два спешат ему навстречу. По-видимому, все они когда-то были захвачены Нептуном.

Теперь мы знаем, что планеты-гиганты окружены не только лунами, сформировавшимися вместе с ними. Некоторые из спутников — прежде всего небольшие — это астероиды, пролетавшие в непосредственной близости от планет и ими плененные. На фоне других сателлитов они выделяются своими эллиптическими, сильно вытянутыми орбитами, так не похожими на привычные круговые.

Со временем в окрестности Нептуна будут обнаружены еще более мелкие луны. Но, конечно, особое внимание привлекает самая крупная луна — Тритон. Ее диаметр — 2700 километров — соизмерим с размерами Плутона. Ведет она себя своевольно.

Так, все большие планеты и почти все их спутники движутся в одном и том же направлении — в том, в каком кружилось газопылевое облако, когда-то породившее их. А вот Тритон спешит в обратную сторону. Очевидно, он тоже был самостоятельным небесным телом, которое случайно захватил Нептун. Недавно исследователи из Калифорнийского и Мэрилендского университетов, К. Агнор и Д. Хамильтон, воссоздали реалистичную картину «пленения» Тритона.

Прежде бытовали две гипотезы. По одной, Тритон, покинув пояс Койпера, случайно столкнулся со спутником Нептуна. Пострадавший объект был достаточно крупным, чтобы задержать Тритон и погасить его скорость. Но расчеты показывали, что вероятность такой коллизии очень мала. По другой версии, Тритон, пролетая сквозь атмосферу Нептуна, потерял скорость. Однако ее плотность все же недостаточна, чтобы затормозить такую махину, как Тритон.

В новой модели рядом с Тритоном неожиданно появился массивный спутник, почти равный ему по размерам. Они вращались вокруг общего для них центра тяжести, а также совершали вращательное движение вокруг Солнца, постепенно перемещаясь в сторону Нептуна. Эта пара напоминала другую неразлучную компанию, блуждающую по окраине Солнечной системы: Плутон и Харон. Когда, наконец, Тритон и его двойник приблизились к Нептуну, то одного из гостей, более медлительного, исполин успел «схватить», а другой — попроворнее — ускользнул, и следы его растворились в космическом мраке. Если бы у Тритона не было напарника, помешавшего ему скрыться, то Нептун не справился бы с этим крупным объектом — настоящей «десятой планетой», подчеркивают авторы гипотезы, опубликовавшие свои расчеты на страницах журнала Nature.

Подобный сценарий справедлив при двух условиях.

В протопланетном облаке, где формировался Нептун, должно было зародиться немало каменных глыб размером с Тритон. Чем их больше, тем вероятнее было, что одна из них, вытесненная с привычной орбиты, долетит до Нептуна и там спутает все космические карты и иерархии, потеснив остальных сателлитов. Очевидно, такого добра и впрямь хватало: гипотетический протопланетный диск, из которого выкатился Нептун, весил раз в 50 больше, чем Земля, и раз в 500 больше пояса Койпера.

Среди объектов пояса Койпера, где когда-то кружили «два-Тритон-два», должны сравнительно часто встречаться двойные планетные системы. В самом деле, наблюдения показывают, что у 10 — 15 % объектов, замеченных там, есть свои двойники, в том числе у трех из четырех самых крупных его представителей.

Со временем приключения Тритона продолжатся. Он находится всего в 350 тысячах километров от Нептуна, а это меньше, чем расстояние от Луны до Земли. Двигаясь по спирали, он сблизится с Нептуном. Пройдет несколько миллионов лет, и приливные силы разорвут его на части. Быть может, обломки этой луны пополнят кольца Нептуна или рухнут на планету.

Удивляет и природа Тритона. На поверхности этой луны, окруженной тонкой атмосферой, царит жуткий холод: -238 градусов Цельсия. Казалось бы, Тритон скован льдом, погружен в вечную спячку, но нет! Здесь бушуют особого рода вулканы — газовые гейзеры, выбрасывающие ввысь мощные струи азота. В Солнечной системе вулканические явления, по-видимому, наблюдаются еще лишь на Венере, Земле и Ио — спутнике Юпитера.

Однако причина вулканизма на Тритоне необычна. У нас на планете всему виной бывает тепло земных недр. Здесь же — скудный солнечный свет. Обращаясь вокруг Нептуна, Тритон все время повернут к Солнцу одной и той же стороной. Поэтому, как ни слабы солнечные лучи, долетающие сюда, они все же разогревают шапку льдов, сковавшую южный полюс Тритона. Азотный лед тает. Давление резко меняется, и пары азота бурно вырываются наружу. Их столб взмывает на высоту 8—10 километров.