Читать книгу "Солнечная система - Владимир Сурдин"

Рис.1

На рис.1 мы можем видеть обратную сторону Луны. Многие астрономы прошедших столетий готовы были отдать жизнь, чтобы увидеть это изображение. Космическая эра принесла нам множество прекрасных изображений далеких планет, но этот первый космический снимок ближайшего небесного тела навсегда останется самым ценным. И не потому что он был первым, хотя и это важно. Ценность этого снимка в его незаменимости: из всего, что нам хотелось бы увидеть в Солнечной системе, в принципе невозможно увидеть, не покинув Землю, только обратную сторону Луны. Зонд фотографировал Луну обычными (для той эпохи) фотоаппаратами с длиннофокусным и короткофокусным объективами, проявлял пленку на борту и с помощью фототелевизионной системы передавал полученные изображения на Землю. Компьютеров на борту зонда не было вообще. И хотя техническое качество этого снимка невысокое, он принес большое открытие — обратная сторона Луны совершенно не похожа на видимую сторону. Эта загадка не решена до сих пор.

По сути, романтическая эпоха географических открытий не прерывалась. А сегодня у каждого из нас есть возможность быть «участником» сразу нескольких захватывающих экспедиций. Глазами роботов мы видим все то, что видят ученые, организовавшие полеты к другим планетам. Потрясающие марсианские ландшафты не могут оставить нас равнодушными. Мы с нетерпением ждем посадок зондов на поверхности спутников планет, астероидов и ядер комет. В наши дни впереди людей идут автоматы; вероятно, так будет уже всегда. Но острота наших ощущений от этого не снижается.

Интересно, сколько людей следило бы за экспедициями Колумба и Магеллана, если бы в то время на их кораблях были вебкамеры on-line? В наши дни у каждого есть возможность стать виртуальным первопроходцем. Но многие ли люди регулярно заходят на сайты NASA, чтобы следить за ходом марсианских и прочих межпланетных экспедиций? Оказывается, таких любознательных заметно меньше, чем посетителей порно-сайтов. К счастью, романтика поиска пока остается уникальным свойством человека: стремление к новому знанию уже тысячи лет помогает нам эволюционировать быстрее любого другого биологического вида и, благодаря этому, радикально улучшать условия нашей жизни. И так будет до тех пор, пока каравеллы плывут к неизведанным землям, а зонды летят к новым планетам!

***

Как известно, естественные науки и техника взаимно стимулируют друг друга. В полной мере это справедливо и для астрономии. Когда-то, благодаря ей, значительно ускорилось развитие механики и оптики, а сегодня технические достижения возвращают долг науке: начавшись во второй половине XX в. техническая революция в астрономии продолжается. Трудно было предвидеть лет 20 назад, каких высот достигнут сегодня возможности астрономических наблюдений. Телескопы-рефлекторы с главными зеркалами диаметром 5—6 м. казались (и на самом деле были в то время) пределом технических возможностей, а сегодня уже работает несколько 10-метровых телескопов и проектируются инструменты до 100 метров в диаметре! При этом астроном-наблюдатель, как ученый-отшельник, проводящий в одиночку у телескопа долгие ночные часы, ушел в прошлое: современным 1000-тонным телескопом управляет команда инженеров и компьютеров, решая задачу, поставленную астрономом.

Астрономия — старейшая из наук, и всегда главным инструментом астронома был глаз. Сначала это был невооруженный глаз, затем — вооруженный телескопом. И даже в эпоху фотографии, существенно усилившей возможности телескопа, глаз оставался в строю, став из первичного приемника света вторичным: фотоэмульсию на стеклянной пластинке астроном до недавних пор мог изучать только глазом. Сейчас эта эпоха подходит к концу. С помощью автоматических фотометров астрономы скоро закончат сканирование и оцифровку всех когда-либо отснятых фотопластинок, — а их миллионы! — и тогда эпоха визуальной астрономии закончится. При этом содержание драгоценных «стеклянных библиотек» всех обсерваторий мира станет доступным любому профессионалу и даже любителю.

Впрочем, по эффективности работы электронный глаз уже давно победил своего живого собрата. Последние 8—10 лет автоматизированные телескопы стали практически самостоятельно совершать открытия, причем с ошеломляющей эффективностью. Взять такую сравнительно рутинную работу, как поиск астероидов. С момента обнаружения первого из них (1801 г.) в течение 90 лет астрономы визуально открыли 322 малых планетки. В 1891 г. Макс Вольф в Гейдельбергской обсерватории (Германия) открыл первый фотографический астероид (№323). По истечении века, к 1 января 1991 г., всего было обнаружено 4655 астероидов. Таким образом, «фотографический век» по сравнению с «визуальным веком» увеличил число астероидов на порядок. В 1990-е гг. фотопластинку и глаз стали заменять электронные приемники света, в основном ПЗС-матрицы. В результате, к концу 2007 г. открыто около 400 тыс. астероидов, из которых около половины изучено достаточно подробно для точного определения их орбит. Менее чем за 20 лет количество известных астероидов возросло на два порядка! Сейчас их открывают примерно по 5000 каждый месяц! Стремительно растет и количество известных спутников планет: в 1980 г. их было 45, сегодня — около 170. При таких темпах скоро будет закончена полная инвентаризация Солнечной системы.

Открытие большого числа новых объектов, прежде всего, требует их классификации. В последние годы введено много новых классов и изъяты некоторые старые, например, «малая планета» как синоним «астероида». В 2006 г. Международным астрономическим союзом был принят новый термин «малое тело Солнечной системы» (small Solar system body, SSSB) для обозначения всех объектов Солнечной системы, не являющихся классическими планетами (Меркурий, …, Нептун) или планетами-карликами (dwarf planet), а также их спутниками. Таким образом, в число малых тел Солнечной системы попали все кометы; все традиционные астероиды (за исключением Цереры, отнесенной к планетам-карликам); все «кентавры» (centaur), движущиеся между орбитами планет-гигантов; все «троянцы», движущиеся по орбитам планет синхронно с ними, а также почти все объекты за орбитой Нептуна (trans-Neptunian object, TNO), кроме Плутона и Эриды, отнесенных к планетам-карликам. Повторю: спутники планет не входят в число малых тел Солнечной системы.

Не исключено, что со временем некоторые крупнейшие из малых тел Солнечной системы перейдут в разряд планет-карликов, если выяснится, что они имеют округлую форму, приобретенную под действием собственной гравитации (т.е. находятся в состоянии гидростатического равновесия). Очевидно, среди спутников планет некоторые входили когда-то в число малых тел Солнечной системы, а позже были захвачены на околопланетные орбиты; прежде всего это относится к иррегулярным внешним спутникам планет-гигантов. Что касается нижней границы масс малых тел Солнечной системы, то формально она не определена, и поэтому в их число можно включать даже мелкие объекты типа метеороидов размером 1—100 м. Именно поэтому в главе «Малые тела Солнечной системы» рассказано не только об астероидах и кометах, но также о метеорах и метеоритах.

Как видим, в исследовании Солнечной системы, помимо чисто «бухгалтерских» достижений, выражающихся количеством открытых объектов, есть прогресс и в принципиальных вопросах (как известно, количественные изменения неизменно переходят в качественные). За последние годы в популяции малых тел Солнечной системы открыто несколько новых классов объектов, интересных как своими физическими свойствами, так и характером движения. Например, выделено несколько новых семейств: сближающиеся с Землей астероиды; троянцы Нептуна и (возможно) Марса; кентавры, движущиеся на орбитах между планетами-гигантами; астероиды на подковообразных орбитах; астероиды со спутниками и двойные астероиды; а также временные спутники больших планет, объекты пояса Койпера, сгорающие в атмосфере Солнца кометы, кувыркающиеся астероиды и спутники. Кроме этого, семейство планет разделилось на два подкласса — большие, или классические, планеты и планеты-карлики (пока их три: Плутон, Церера и Эрида). Решение об исключении Плутона из группы классических планет получило огромный общественный резонанс и для многих оказалось болезненным («Астрономы обещали найти десятую планету, а сами сократили их число до восьми!»). Страсти еще не улеглись, но, по-видимому, новая номенклатура приживется.