Эрик Асфог - Когда у Земли было две Луны. Планеты-каннибалы, ледяные гиганты, грязевые кометы и другие светила ночного неба

Планета, вращающаяся так быстро, будет не совсем сферической, как астероид Веста (период обращения 5,3 часа). Но, чтобы исторгнуть спутник, планете нужно вращаться еще более чем в два раза быстрее. Не подозревая о гигантских столкновениях или о блуждающих планетах размером с Марс, Дарвин предположил, что Солнце могло посредством резонанса добавлять энергии к приливному бугру, пока тот не вздыбился и Луна не изверглась наружу, как Афина из головы Зевса [252]. Тем не менее, даже если бы этот механизм сработал, лунный сгусток вероятно либо сразу рухнул бы обратно, либо улетел бы в космос; чтобы он вышел на почти круговую орбиту, потребовались бы очень специальные условия. И даже если бы крупный сгусток и вышел на орбиту, он бы обращался вокруг Земли так быстро (один оборот за два часа), что его собственный приливный бугор, немного отставая, вскоре стащил бы его вниз. Дарвиновской Луне понадобился бы сильный дополнительный толчок.

Мы можем сколько душе угодно находить дыры в теории Дарвина, и в этом-то все и дело. Она стала первой полностью научной и потому опровергаемой моделью происхождения Луны, так что мы постоянно к ней возвращаемся. Тот факт, что ее первоначальный вариант не мог сработать, тут не важен: приливная модель подготовила почву для всего, что последовало за ней. А конечный вариант с аккрецией в результате гигантского столкновения геофизически и динамически совместим с тем, чего требует теория Дарвина. Он концентрирует в одном месте огромный момент импульса и заставляет Луну выскочить из мантии – но, как выясняется, не из той мантии!

Любая модель происхождения Луны должна создавать спутник, обращающийся по крайней мере в нескольких земных радиусах, потому что иначе его стащит вниз. Это может объяснить то, что у Марса есть только два маленьких спутника – похожие на картофелины Фобос и Деймос, обращающиеся в трех и семи радиусах Марса и имеющие диаметры 22 и 12 км соответственно. Крупных спутников у Марса нет не потому, что он мал, но потому, что он вращается слишком медленно, чтобы удержать такой спутник от падения.

Когда после слияния в результате гигантского столкновения вокруг планеты формируется диск из обломков, в границах предела Роша [253]возникает зона, где приливные силы планеты разрывают спутник на части до того, как его аккреция может завершиться. Для каменистых планет этот предел соответствует орбитальному расстоянию примерно в 2,5 радиуса и орбитальному периоду в восемь часов. Скажем, произошло гигантское столкновение, образовался диск обломков, и сразу за пределом Роша начинает формироваться массивный спутник с орбитальным периодом в десять часов. При периоде обращения древней Земли в пять часов новорожденная Луна, появившаяся на этом расстоянии, будет постепенно подниматься на все более высокие орбиты. За десять миллионов лет она отойдет на десять земных радиусов, то есть будет своим чередом двигаться туда, где находится сейчас.

Конденсация спутника выше предела Роша в случае Земли помещает Луну на спираль, уводящую ее вовне. В случае с Марсом дело обстояло бы не так. Причина, по которой у Марса нет крупного спутника, состоит в том, что его сутки длиной в двадцать пять часов [254]в пять раз дольше суток древней Земли и, возможно, не сильно изменились с тех пор. (У Марса нет крупного спутника, который мог бы его замедлить так, как Луна замедлила Землю.) [255]Выдвигалось предположение, что образование Северного Полярного бассейна создало протолунный диск, который, согласно результатам компьютерного моделирования, сгустился бы сразу за пределом Роша [256], сформировав новый спутник Марса. Проблема в том, что это новое тело находилось бы внутри опасной зоны, обращаясь вокруг Марса быстрее, чем Марс вращается вокруг своей оси. Оно оказалось бы на спирали, ведущей внутрь, а не вовне, и вскоре разбилось бы о марсианскую поверхность – финал, путь к которому занял бы от нескольких лет до нескольких тысячелетий в зависимости от массы спутника, высоты его орбиты, приливного трения, которое он создает [257], и воздействия атмосферы.

Фотография марсианского спутника Фобос (диаметр 22 км), сделанная зондом «Марс Экспресс» с помощью стереоскопической камеры высокого разрешения.

ESA DLR/FU Berlin

Фобос, находящийся на расстоянии 2,8 радиуса Марса от центра планеты, попадает в эту зону, поэтому он идет по спирали вниз и, по прогнозам, разобьется через 40 млн лет [258]. Удивительно, как нам вообще посчастливилось его застать. Его разрушение будет чрезвычайно эффектным зрелищем, после которого в небе появится новый маленький Сатурн. Когда Фобос углубится внутрь предела Роша, он распадется на череду осколков, которая растянется в кольцо и будет опускаться на планету по спирали, подняв в конце облака пыли и оставив после себя полосу кратеров. Если дальше рассуждать о фокусах с исчезновением, можно вспомнить гипотезу [259], что Марс на самом деле все-таки имел крупный спутник в тысячи раз больше Фобоса и Деймоса, размером с Весту, который сформировался в результате гигантского столкновения, а потом рухнул обратно на Марс. Но его короткая жизнь не прошла впустую. Во время своего смертельного спуска по спирали он гравитационно провзаимодействовал со всеми внешними мелкими спутниками, забросив их на более долгоживущие высокие орбиты. Возможно, имел место даже повторяющийся цикл падающих лун.

Если Фобос и Деймос – это только осколки первоначального, более крупного спутника Марса, тогда он должен был разбиться о марсианскую поверхность со скоростью 3–4 км/с, словно опоясав планету по экватору [260]. Геологически эта полоса (или слой) была бы хорошо замаскирована как осадочные и пирокластические (перенесенные по воздуху вулканические) отложения с некоторой примесью материалов спутника. Вероятно, это была бы первая запись в геологической летописи Марса после формирования Северного Полярного бассейна. Сейчас она, возможно, неразличима из-за достаточно активных циклов эрозии, отложения осадочных материалов, а также вулканических явлений, которые с тех пор пережил Марс [261].

Земля и Венера сами по себе являются примером гигантского фокуса с исчезновением. В два раза обогнав Марс по диаметру, они сосредоточили в себе 93 % горных пород, сохранившихся между Солнцем и Юпитером. Каждая из них поглотила около десятка эмбрионов размером с Марс, которые, в свою очередь, выросли, поглотив десятки планетезималей размером с Луну, и так далее. Это пищевая цепочка планетного роста: большинство тел исчезают в утробе более крупных. На мгновение представьте себе, что Протоземля и Протовенера были двумя самыми крупными акулами в океане внутренней Солнечной системы и съели почти всех более мелких акул. Это стандартная точка зрения, но есть одна тонкость, связанная с отсевом , которую обычно упускают, однако я считаю ее очень важной.