Александр Гурштейн - Извечные тайны неба

Итак, совместными усилиями астрономов-наблюдателей и теоретиков удалось открыть новое небесное тело, названное Церерой. Расстояние Цереры от Солнца составляло 2,8 астрономической единицы – ровно столько, сколько требовалось по правилу Тициуса-Боде. Что же касается метода вычисления орбит, предложенного Гауссом для поисков Цереры, то он оказался в высшей степени плодотворным и отчасти не потерял значения вплоть до наших дней.

Растерянность астрономов не знала предела, когда в марте – апреле 1802 г. Ольберс, наблюдая Цереру, обнаружил неподалеку от нее еще одну слабую планету. Ее назвали Палладой. Название Паллада, что в переводе значит «потрясающая» [22] Воительница, потрясающая копьем. , служит постоянным эпитетом и как бы вторым именем греческой богини разума, ремесел и войны Афины. Расстояние Паллады от Солнца тоже оказалось равным 2,8 астрономической единицы. Что и говорить: не было ни гроша, да вдруг алтын. В 1804 г. к двум новым планетам добавилась третья – Юнона. Вскоре Ольберс примерно на том же удалении от Солнца открыл четвертую планету – Весту.

Пиацци предлагал именовать многочисленных обретенных членов Солнечной системы не планетами, а планетоподобными телами – планетоидами. Однако за ними укрепилось предложенное Вильямом Гершелем общее имя астероиды – «звездоподобные». В наши дни их часто называют малыми планетами. Размеры астероидов действительно очень невелики. Самой большой оказалась Церера – поперечник ее по современным оценкам составляет около 1000 км. Поперечник стоящей на втором месте по размерам Паллады составляет около 600 км.

Ольберсу первому пришла в голову мысль о том, что малые планеты, возможно, представляют собой осколки одной большой планеты, помещавшейся некогда, как и предписывается правилом Тициуса – Боде, между орбитами Марса и Юпитера. Следовательно, число астероидов вовсе не должно ограничиваться четырьмя, и дальнейшие поиски признавались делом вполне уместным. Для облегчения работы Берлинская Академия наук организовала составление специальной звездной карты. Систематическое сопоставление вида звездного неба в телескоп с этой картой и должно было выявлять перемещающиеся звездообразные объекты.

Составление Берлинской звездной карты отняло много лет, но открытия астероидов после ее появления действительно участились. В 1845 г. «родилась» Астрея, затем в один год объявились Геба, Ирис и Флора, за ними Метида, Виктория, Эвномия, Мельпомена и т. д. – конца этим открытиям не предвиделось.

Если в 1852 г. было известно лишь 20 астероидов, то к 1870 г. число их достигло 109. С применением же для цели поисков астероидов фотографии их стали обнаруживать сотнями. Если первая четверка астероидов имела поперечники хотя бы в сотни километров, то теперь астрономам стали попадаться глыбы размерами в несколько десятков километров. Наименьшие же из обнаруженных астероидов имеют в поперечнике всего-навсего 1-2 км.

Из-за плохой погоды, чересчур быстрого перемещения и по другим причинам лишь небольшую часть из множества вновь открываемых астероидов удается наблюдать несколько раз. Для них вычисляются орбиты, такие астероиды получают номер и регистрируются в каталогах. Несмотря на многие трудности, число «учтенных» астероидов непрерывно растет. Вот данные об общем количестве зарегистрированных астероидов за три 50-летних периода:

На 1 ноября 1985 г. общее количество зарегистрированных астероидов достигло 3330.

До Великой Отечественной войны большой вклад в открытие новых астероидов внесли советские астрономы, работавшие в Симеизской обсерватории в Крыму. Они поддерживали тесный контакт с международным Центром по малым планетам, который находился в Германии. В послевоенное время этот Центр был перенесен в США и ныне работает при Смитсонианской астрофизической обсерватории. В СССР по поручению Международного астрономического союза вычислениями орбит астероидов занимается Институт теоретической астрономии АН СССР в Ленинграде.

Общее число малых планет в Солнечной системе не раз пытались более или менее достоверно оценить разные астрономы. У них различались исходные предположения, не сходились и ответы. Одно только роднило эти ответы: число малых планет всегда оказывалось чудовищно большим. По современным представлениям, вокруг Солнца обращается около одного млн астероидов, включая астероиды размером до 1 км. Подавляющее большинство этих «карманных планеток» не может наблюдаться с Земли ни при каких условиях. Но если бы из года в – год использовать для их поисков крупнейшие в мире телескопы, число зарегистрированных астероидов удалось бы, вероятно, довести тысяч до пятидесяти. Конечно же, те три с лишним тысячи объектов, которые занесены ныне в специальные каталоги, – это ничтожная доля процента, капля в океане крупных фрагментов, глыб и камней, обращающихся вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера.

Но и этого количества обнаруженных астероидов оказалось достаточно, чтобы установить некоторые важные закономерности.

Астероиды обращаются вокруг Солнца, двигаясь в ту же сторону, что и большие планеты, – против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса мира. Львиная доля их удалена от Солнца на расстояния от 2,3 до 3,3 астрономической единицы. Таким образом, планеты-карлики образуют между орбитами Марса и Юпитера широкое кольцо, или, как его иначе называют, «пояс астероидов». Среднее расстояние пояса астероидов от Солнца – 2,8 астрономической единицы – действительно соответствует той величине, которая предвычислялась до его открытия по правилу Тициуса-Боде.

Плотность астероидов внутри пояса неравномерна. Вначале астрономы не видели причин для беспокойства в том, что им практически не встречаются малые планеты с расстояниями от Солнца, например, в 2,50 или 2,84 астрономической единицы. Но в конце концов существование нескольких «провалов» в поясе астероидов стало очевидным. Объяснить их удалось воздействием гиганта Юпитера.

Согласно третьему закону Кеплера, расстояние планеты от Солнца и период ее обращения вокруг Солнца неразрывно связаны. Если период обращения малой планеты оказывался кратным периоду обращения Юпитера, то взаимное расположение Солнца, Юпитера и малой планеты систематически повторялось. Из-за огромной массы и близости Юпитера его так называемое возмущающее влияние на движение малой планеты было очень значительным и, систематически повторяясь одинаковым образом, приводило к тому, что малая планета сходила со своей первоначальной орбиты. Период ее обращения вокруг Солнца изменялся. Так исчезали малые планеты с периодами обращения в 1/ 2, 1/ 3, 2/ 5, 3/ 7от периода обращения Юпитера. В связи с этим и появились в поясе астероидов пустые места, щели, которые называют «люками Кирквуда».