Знание-сила, 2014 №07

Многие спутники планет-гигантов обращаются, вопреки правилам, в обратном направлении. Сейчас их насчитывается уже порядка сотни. Если «нормальные» спутники чаще всего возникали вместе со своими планетами, то «ретрограды» пленены ими. В 2007 году американский астроном Дэвид Несворны показал, что подобный захват возможен, когда две планеты вплотную сближаются друг с другом. Но из «модели Ниццы» явствует, что и Юпитер, и Сатурн когда-то оказывались рядом с Ураном или Нептуном.

По ту сторону орбиты Нептуна начинается пояс Койпера. Он включает такую крупную планету, как Плутон диаметром около 2300 километров. Расчеты показывают, что масса пояса Койпера слишком мала, чтобы там могли сформироваться подобные планеты. «Модель Ниццы» помогает разрешить и эту проблему. Согласно ей, пояс Койпера представляет собой жалкий остаток того огромного пояса планетезималей, который был почти уничтожен Ураном и Нептуном. Общая его масса в тысячи раз превышала массу пояса Койпера.

И еще один любопытный аспект «модели Ниццы». Она лишний раз свидетельствует, насколько случайным было возникновение Солнечной системы в том виде, в каком она существует. Исследователям было достаточно лишь немного изменить начальные условия этой «задачи», как они получали очень странные результаты. Планеты то обращались по необычайно вытянутым орбитам, больше напоминавшим траектории комет, то начинали двигаться вокруг Солнца в обратном направлении, то их орбиты неизменно оставались в резонансе друг с другом. И именно такие — экзотические — планетные системы астрономы обнаруживают, наблюдая за отдаленными звездами, увеличилась, согласно расчетам, на 200 квадриллионов тонн. За прошедшие после этого 3,8 миллиарда лет Земля потяжелела лишь на 200 триллионов тонн (1 квадриллион равен 1000 триллионов).

Однако результат, полученный Марти и Мейбомом в 2007 году, противоречит расчету, который проделал ранее бразильский ученый Родни Гомеш. В статье, опубликованной им в 2005 году на страницах журнала Nature, говорится, что космические «бомбы» делились тогда примерно поровну на астероиды и кометы. Подтверждением служат компьютерные модели, составленные им.

В 2009 году космический телескоп «Спитцер» обнаружил в окрестности звезды HR 8799 молодую планетную систему, где протекают те же бурные процессы, что наблюдались, согласно «модели Ниццы», около 4 миллиардов лет назад в окрестности Солнца. Возникла эта система, состоящая, по крайней мере, из трех планет, которые в десять с лишним раз крупнее Юпитера, совсем недавно. В ее центральной части телескоп «Спитцер» приметил вращающееся газопылевое облако. Оно было необычайно большим, отметили исследователи из Аризонского университета. Они предположили, что это облако постоянно подпитывается мелкими крупицами, образующимися при столкновении таких объектов, как кометы и астероиды. Очевидно, гравитационные возмущения, вносимые планетами-гигантами, так велики, что небольшие небесные тела то и дело отклоняются от своих орбит, сшибаясь друг с другом. Как полагают астрономы, планеты-гиганты в этой планетной системе до сих пор еще не заняли своих окончательных орбит и хаотично блуждают в окрестности звезды, стремясь обрести равновесие.

У нашей планеты была бурная молодость. В ту пору множество метеоритов буквально изрешетили ее поверхность, но до сих пор считалось, что все следы тех катастроф давно изгладились. Различные тектонические и эрозионные процессы стерли раннюю летопись Земли. Так что, нам известны лишь сравнительно недавние примеры метеоритной угрозы — они относятся уже к эпохе, когда метеориты были не такими большими.

Однако летом 2012 года пришла неожиданная весточка из прошлого. На юго-западе Гренландии были обнаружены характерные признаки кратера, образовавшегося около трех миллиардов лет назад. Он почти на миллиард лет старше кратера Фреде — форт в Южной Африке, который удерживал ранее рекорд.

Чтобы отыскать эти признаки, потребовалось поистине детективное расследование в духе Шерлока Холмса, длившееся около трех лет. Его участникам пришлось поочередно исключить всех «подозреваемых» — любые геологические события, которые могли бы объяснить происхождение некоторых необычных образцов пород. И тогда стал очевиден преступник: метеорит.

Фраза «характерные признаки» прозвучала не случайно. Когда-то здесь впрямь находился кратер диаметром от 500 до 600 километров, самый большой кратер на Земле, известный науке. Сейчас этот рекорд принадлежит кратеру Фредефорт. Его диаметр составляет 300 километров.

Всего на сегодняшний день на нашей планете обнаружен 178 кратер, образовавшийся после падений метеоритов. Но как получилось, что самый громадный кратер до сих пор оставался неизвестным? Все объясняется просто. За минувшие три миллиарда лет он был полностью уничтожен. Лишь по отдельным признакам — после трех лет кропотливой работы — ученые сумели доказать, что здесь располагался кратер.

В ту пору юго-западное побережье современной Гренландии представляло собой вулканический архипелаг — цепочку островов, своими очертаниями напоминавшую Японию. Возможно, метеорит упал не на сушу, а в море, рядом с одним из островов, ведь породы, исследованные учеными, носят следы специфических изменений. Когда-то они были залиты кипящей водой, очевидно, захлестнувшей сушу после падения каменной громады, прилетевшей из космоса. Просачиваясь вглубь земли, морская вода растворяла некоторые материалы и выносила их на поверхность, где они вновь выпадали в осадок.

Кратер Фредефорт

В любом случае, где бы ни находился кратер, на дне моря или на суше, время перебороло его: песчинку за песчинкой, крупицу за крупицей. Никаких его очертаний не сохранилось. Эрозия и различные метаморфозы изменили облик здешнего ландшафта до неузнаваемости. Ведь дождь, ветер, движение ледников неустанно шлифуют любые неровности рельефа. Пески засыпают их. Они зарастают травой и деревьями. Особую роль в сокрытии следов давней катастрофы сыграл ледниковый период. Громадные массы льда, сковавшие Гренландию, буквально «выскоблили» эту местность. Не нашлось и выброшенных взрывом пород, что тоже не удивительно, учитывая, сколько времени прошло после того события. Вообще нам известны лишь немногие образцы пород возрастом более трех миллиардов лет.